in silico生物分子网络动力学参数高速与高精度自动化估计的研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:31301100
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:C0608.生物数据资源与分析方法
- 结题年份:2016
- 批准年份:2013
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2014-01-01 至2016-12-31
- 项目参与者:宫野悟; Joseph Kimani Kagunda; 魏天颖; 周忠位; 卢玲萍;
- 关键词:
项目摘要
■ Background: Simulation studies on biological systems promises a deep understanding of complex cellular mechanisms by investigating dynamic features. How to determinate kinetic parameters which govern the results of a simulation model is one of the most critical problem of current research in systems biology. The complexity of biological systems and the progress of experimental techniques severely limit the acquirement of appropriate kinetic parameters. Meanwhile, existing methods also have some issues on estimating kinetic parameters. Data assimilation (DA) approach enables users to handle parameter estimation in the context of statistical inferences. However, it highly depends on providing successive time points of time-series data and costs massive computational resource for the estimation, in some cases, it will be completely impossible to estimate parameters. .■ Method: We therefore propose a novel computational framework DAMC to automatically estimate kinetic parameters of biological networks by introducing our new generic Probabilistic Linear-time Temporal Logic (gPLTL) based model checking (MC) to data assimilation. We employ a statistical method -- particle filter, often applied to DA for our estimation procedure. We evaluate the availability and practicality of proposed method by a high-level Petri net model underlying circadian rhythm in mouse as an example. .■ Result and Conclusion: The contributions of this research are as follows: (i) DAMC provides a reliable theoretical basis for the analysis of large-scale biological networks by means of supercomputers; (ii) it is a great help in improving the efficiency and accuracy of conventional hand tuning method and reducing the search space of the particle filter; We can expect to unravel insightful biological knowledge and to forecast reactions of the biological systems to the drugs and chemical compounds in more plausible ways based on the combined information from the both simulation results and experimental data.
计算机仿真在分析生物系统的动力学特性,揭示生物系统的作用机理中发挥着重要作用。如何确定影响仿真结果的反应动力学参数是目前系统生物学面临的关键科学问题之一。由于生物系统本身的复杂性与实验测量技术的局限性,使我们无法确切地获得动力学参数,目前主要的计算估计方法也存在一定弊端。本项目是基于数据同化只局限在十几个参数的估计,并对时序列数据及计算机配置有较高依赖的研究背景下,拟在高阶Petri网理论基础上,提出新的一般概率线性时态逻辑gPLTL的模型检测理论并将其整合至数据同化方法中,建立高速与高精度仿真模型的动力学参数自动化估计框架DAMC,并在小鼠昼夜节律调控网络上评价DAMC的有效性和实用性。本研究可摆脱传统手动设置参数的方式,减少主观人为因素干扰。不仅能大幅度提高计算效率减少单次参数估计过程中使用的计算空间,并且对于将来展开使用高性能计算机对大规模生物系统网络进行分析提供有力的理论基础。
结项摘要
计算机建模仿真在分析生物系统的动力学特性,揭示生物系统的作用机理中发挥着重要作用。如何构建可靠及正确的生物网络动力学模型是目前系统生物学面临的关键科学问题之一。由于生物系统本身的复杂性与实验测量技术的局限性,使我们无法确切地获得动力学参数,目前主要的估计方法也存在一定弊端。本项目提出并建立了高速与高精度仿真模型的动力学参数自动估计框架DAMC来构建可靠的大规模生物网络模型。DAMC算法摆脱传统手动设置参数的方式,减少主观人为因素干扰;同时减少对时序观察数据及计算机高配置的依赖。我们通过小鼠昼夜节律调控网络的模型验证了DAMC算法的有效性及实用性。该计算框架的建立对于将来展开使用高性能计算机对大规模生物系统网络进行分析提供有力的理论基础。项目资助期间已发表论文3篇,出版书籍1本,受邀参加了1个国际会议和2个国内会议,口头汇报了关于DAMC研究思路及现阶段工作结果。
项目成果
期刊论文数量(3)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--"}}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--" }}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--"}}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
鼠伤寒沙门菌小RNA GcvB靶基因的预测与验证
- DOI:10.11843/j.issn.0366-6964.2020.04.027
- 发表时间:2020
- 期刊:畜牧兽医学报
- 影响因子:--
- 作者:潘永;刘丽娟;杨阳;李晨;马光强;杨琦
- 通讯作者:杨琦
巨噬细胞移动抑制因子抑制剂对妊娠晚期大鼠急性坏死性胰腺炎胰腺及胎盘损伤的保护作用及量效关系
- DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2016.01.011
- 发表时间:2016
- 期刊:中华急诊医学杂志
- 影响因子:--
- 作者:梅方超;石乔;左腾;陈辰;王鹏;李晨;何斌;杨晓佳;胡鹏;王卫星
- 通讯作者:王卫星
冻融干湿循环条件下压砂砾石损伤过程
- DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2021.01.022
- 发表时间:2021
- 期刊:农业工程学报
- 影响因子:--
- 作者:刘民安;董亚萍;李晨;李王成;李于坤;马己安;高海燕;郝璐
- 通讯作者:郝璐
细粒含量对岛礁吹填珊瑚砂最大动剪切模量影响的试验研究
- DOI:10.13722/j.cnki.jrme.2021.0115
- 发表时间:2022
- 期刊:岩石力学与工程学报
- 影响因子:--
- 作者:吴杨;崔杰;李晨;温丽维;单振东;廖静容
- 通讯作者:廖静容
产生现实世界证据的现实世界数据应用现状及展望
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:中国临床医学
- 影响因子:--
- 作者:李晨;黄丽红;邱婧君;王陵;秦伟栋;汪旻晖;赵杨;柏柳安宁;夏结来
- 通讯作者:夏结来
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
内容获取失败,请点击重试
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图
请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
李晨的其他基金
时差综合征的系统动力学理论研究及应用探索
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:52 万元
- 项目类别:面上项目
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}