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.
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
Zadání projektů je uvedeno zde.
Studenti se rozdělí do skupinek po dvou studentech, každá skupinka bude řešit právě jeden projekt, který si vybere. Vypracování projektu bude ohodnoceno max. 100 body, které se rozdělí rovnou měrou mezi řešitelskou dvojici studentů. Během zkouškového období se každá ze skupinek dohodne s vyučujícím na termínu obhajoby projektu. V případě lichého počtu studentů je nabídnut jeden projekt pro tříčlenný řešitelský tým s celkovým bodovým ziskem 150 bodů.
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.
