Modelovani a predikce v Systémové biologii -- PB050

Náplň předmětu

Bakalářský předmět aplikované informatiky zaměřený na představení nového systémového přístupu k~biologickému výzkumu mechanismů řídících funkci živého organismu, při němž je výrazně využito matematických a informatických znalostí. Cílem je umožnit studentům uchopit základní informatické a matematické principy a aplikovat je efektivně v moderním systémovém výzkumu v~biologii. Praktické využití probíraných principů a softwarových nástrojů bude průběžně demonstrováno na konkrétním modelu bakterie Escherichia coli. Studenti si osvojí vybrané nástroje v rámci semestrálního projektu, jehož vypracování je součástí požadavků na úspěšné ukončení kurzu.

Osnova

Historie a zaměření systémové biologie - Základní pojmy - Živý organismus jako systém s přesně definovanou strukturou a chováním - Pojem in silico modelu - Abstrakce - Model jako formální systém - Simulace, predikce a validace - Průběh výzkumu v systémové biologii - Uplatnění informatických metod - Specifikace biologického systému - Jazyk SBML - Pojem motivů a obvodů v biologických sítích - Modelování a simulace dynamických dějů uvnitř biologických systémů - Použití matematických a informatických nástrojů - Deterministické populační modely - Modelování bakterie Escherichia coli - Genetická regulační síť E. coli - Modely syntézy lokomočních orgánů a chemotaxe - Model reakce na nutriční stres - Model hladovění - Přehled případových studií dalších modelů živých organismů - Pojem stochasticity v dynamice biologického systému, stochastické populační modely a jejich simulace - Vztah analýzy in silico modelu a experimentální analýzy - Návrh a rekonstrukce biologických systémů

Rozvrh

Předmět je vyučován na FI v učebně C511 každý čtvrtek 8:00-9:50.

Studijní materiály

Slidy k přednáškám

Media

Literatura

Software

Další odkazy (články, tutoriály, ...)

Požadavky na ukončení

Studenti mohou získat 50 bodů za semestrální projekt (obhajoba během zkouškového období dle dohody s vyučujícím) a 50 bodů za závěrečný test (proběhne ve zkouškovém období). Limitem pro úspěšné ukončení předmětu zkouškou je celkový zisk minimálně 45 bodů. Na kolokvium je limit 40 bodů.