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吉梅纳

swMATH ID: 29354
软件作者: Karl S、Dandekar T
描述: Jimena:基因调控网络的高效计算和系统状态识别。背景:布尔网络捕捉许多自然发生的调节网络的切换行为。对于半定量建模,需要在ON和OFF状态之间进行插值。细胞凋亡或增殖等细胞过程中布尔遗传调控网络(GRN)的高次多项式插值允许对比连续激活物-抑制剂模型更广泛的节点交互进行建模,但对于包含10个以上输入节点的网络,存在缩放问题。许多来自文献或新基因表达实验的GRN超过了这些限制,于是开发了一种新的方法。结果:(i)作为我们新的GRN仿真框架Jimena的一部分,我们引入并建立了基于布尔树的数据结构;(ii)在几乎所有情况下,相应的算法都大大加快了多项式插值的计算,从而扩大了该模型在合理时间内可以模拟的网络范围。(iii)使用二进制决策图有效地计算和识别离散模型的稳定状态。作为应用示例,我们展示了如何在小型到大型激素疾病网络(拟南芥发育和免疫、病原菌丁香假单胞菌以及细胞分裂素和植物激素的调节)中高效采样系统状态。结论:Jimena模拟当前可用的GRN的速度比以前实现的多项式插值模型快10-100倍,并且对于大型无标度网络可以获得更大的增益。这种加速也有助于对连续状态空间进行更彻底的采样,从而识别新的稳定状态。可以快速构建和分析大型网络的变体,从而对网络健壮性和行为提供新的见解。
主页: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3853020网址/
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