Ugur G.阿卜杜拉。;罗比·波图 系统生物学中参数的识别。 (英语) Zbl 1409.92094号 数学。Biosci公司。 305, 133-145 (2018)。 摘要:我们考虑了系统生物学中出现的非线性常微分方程(ODE)系统有限维参数集识别的反问题。实现了一种结合Bellman拟线性化、灵敏度分析和Tikhonov正则化的数值方法。我们将该方法应用于各种生物模型,如经典Lotka-Volterra系统、遗传调控网络中的双稳态开关模型、合成生物学中的基因调控和阻遏物模型。数值结果和对实际数据的应用表明了二次收敛性。 引用于1文件 MSC公司: 92立方厘米 系统生物学、网络 92D25型 人口动态(一般) 34A55型 常微分方程的反问题 关键词:系统生物学;参数估计;非线性常微分方程;双稳态开关;遗传调控网络;阻遏模型;Tikhonov正则化 软件:NL2SOL型;艾根;MPFR公司;GSL公司;Qlopt公司;香蒜酱;阿米戈;数据2Dynamics PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{U.G.Abdulla}和\textit{R.Poteau},数学。Biosci公司。305133-145(2018年;Zbl 1409.92094) 全文: 内政部 参考文献: [1] Tikhonov,A。;Arsenin,V.,《解决病态问题的方法》(1977),John Wiley&Sons,纽约多伦多·Zbl 0354.65028号 [2] 奥多利,S。;贝鲁,G。;D'Anio,L。;Saccomani,M.P。;Cobelli,C.,生物系统非线性模型的全局可识别性,IEEE Trans。生物识别。工程师,48,1,55-65(2001) [3] 查佩尔,M。;Godfrey,K。;Vajda,S.,通过基于模型的实验解决参数可识别性问题,数学。生物科学。,102, 41-73 (1990) ·Zbl 0789.93039号 [4] 罗德里格斯-费尔南德斯,M。;门德斯,P。;Banga,J.,《生化途径中高效稳健参数估计的混合方法》,《生物系统》,83,248-265(2006) [5] Tomović,R.,动态系统的灵敏度分析,McGraw-Hill电子科学系列(1963) [6] Hanke,M.,正则化Levenberg-Marquardt格式,及其在地下水反滤问题中的应用,反问题。,13, 1, 79 (1997) ·Zbl 0873.65057号 [7] Fröhlich,F。;Kaltenbacher,B。;Theis,F.J。;Hasenauer,J.,基因组规模生化反应网络的可缩放参数估计,PLoS Compute。生物,13,1,e1005331(2017) [8] 英国,H。;弗拉姆,C。;Kügler,P。;卢,J。;缪勒,S。;Schuster,P.,系统生物学中的逆问题,逆问题。,25, 12, 123014 (2009) ·Zbl 1193.34001号 [9] Abdullaev,U.,非线性动力学的拟线性化和逆问题,J.Optim。理论应用。,85, 3, 509-526 (1995) ·Zbl 0827.93010号 [10] Abdullaev,U.,非线性控制系统的准线性化和逆问题,J.Optim。理论应用。,85, 3, 527-543 (1995) ·Zbl 0827.93011号 [11] 贝尔曼,R。;Kalaba,R.,拟线性化和非线性边值问题(1965),兰德公司:兰德公司,加利福尼亚州圣莫尼卡·Zbl 0139.10702号 [12] 贝肯巴赫,E。;Bellman,R.,《不平等》(1961),斯普林格·弗拉格出版社,柏林:斯普林格尔·弗拉格,柏林纽约·Zbl 0186.09606号 [13] Ljung,L.,《系统识别:用户理论》(1999),普伦蒂斯·霍尔:普伦蒂斯·霍尔·恩格尔伍德克利夫斯,新泽西州 [14] 扎克,D。;Gonye,G。;施瓦伯,J。;Doyle III,F.,《输入扰动和随机基因表达在基因调控网络逆向工程中的重要性:来自电子网络可识别性分析的见解》,《基因组研究》,第13期,第2396-2405页(2003年) [15] 阿卜杜拉,美国。;Poteau,R.,Qlopt v3.0(2018) [16] 邓洛普,M。;Murray,R.,朝向生物系统识别:基因调控网络参数的快速准确估计,参数,1000,4(2006) [17] 加拉西,M。;戴维斯,J。;泰勒,J。;戈夫,B。;Jungman,G。;阿尔肯,P。;M.布斯。;Rossi,F.,《GNU科学图书馆参考手册》(2009),网络理论有限公司 [18] 福斯,L。;Hanrot,G。;列夫雷,V。;Pélissier,P。;Zimmerman,P.,Mpfr:具有正确舍入的多精度二进制浮点库,ACM-Trans。数学。软质。,33, 2, 13 (2007) ·Zbl 1365.65302号 [19] Guennebaud,G。;雅各布,B。;艾弗里,P。;巴赫拉赫,A。;Barthelemy,S.,Eigen v3(2010) [20] 加德纳,T。;康托,C。;Collins,J.,《大肠杆菌基因切换开关的构建》,《自然》,403,6767,339-342(2000) [21] J.麦克唐纳。;巴恩斯,C。;Kitney,R。;弗里蒙特,P。;Stan,G.,合成生物学的计算设计方法和工具,集成。生物学,3,2,97-108(2011) [22] Elowitz,M。;Leibler,S.,转录调节器的合成振荡网络,《自然》,4036767335-338(2000) [23] 巴尔萨·坎托,E。;亨利克斯,D。;Gábor,A。;Banga,J.R.,Amigo2,系统生物学中动态建模、优化和控制的工具箱,生物信息学,32,21,3357-3359(2016) [24] Raue,A.,《Data2dynamics:一个为动力学系统中的参数估计量身定制的建模环境》,生物信息学,31,21,2396-2405(2015) [25] 史泰博,P。;等,《害虫:参数估计工具箱》,生物信息学,34,4,705-707(2018) [26] 小丹尼斯·J·E。;盖伊,D.M。;Welsch,R.E.,《算法573:Nl2sol——一种自适应非线性最小二乘算法》[e4],ACM Trans。数学。软质。,7, 3, 369-383 (1981) [27] Chis,O。;班加,J。;Balsa-Canto,E.,《系统生物学模型的结构可识别性:方法的关键比较》,《公共科学图书馆·综合》,6,41-73(2011) [28] Raue,A。;Kreutz,C。;Maiwald,T。;巴赫曼,J。;席林,M。;Klingmüller,美国。;Timmer,J.,利用剖面可能性对部分观测到的动力学模型进行结构和实际可识别性分析,生物信息学,251923-1929(2009) [29] 李,P。;Vu,Q.,动态生物模型参数估计的参数相关性识别,BMS系统。《生物学》,7:91(2013) [30] Raue,A。;Kreutz,C。;Maiwald,T。;Klingmüller,美国。;Timmer,J.,通过基于模型的实验解决参数可识别性,IET系统。生物学,5120-130(2011) [31] 周一岳。;Voit,E.,《生物化学和基因组系统参数估计和结构鉴定的最新进展》,数学。生物科学。,219, 2, 57-83 (2009) ·Zbl 1168.92019号 [32] Voit,E。;Chou,I.Chun,典型生物系统模型中的参数估计,国际期刊系统。合成。《生物学》,第1期,第1-19页(2010年) [33] 邱,Y。;胡,T。;梁,B。;Cui,H.,非线性常微分方程模型参数的稳健估计,J.Syst。科学。复杂。,29,1,41-60(2016)·Zbl 1414.93183号 [34] Gábor,A。;Banga,J.R.,《生物系统动态模型中稳健有效的参数估计》,BMC系统。生物,9,1,74(2015) 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。