Председатели секции: Проф. А.А.Ратушный (A. Ratushny, Seattle BioMed and Institute for Systems Biology, Seattle, USA) Проф. Голубятников В.П. (Институт математики СО РАН, Новосибирск, Россия), Prof. M.Dehmer (Institute for Bioinformatics and Translational Research, Austria).
Целью данной секции является обсуждение математических проблем, связанных с моделированием молекулярно-генетических систем и процессов, включая проблемы решения обратных задач, реконструкции структурных моделей генных сетей, оценки параметров моделей на основе данных, полученных с помощью современных высокопроизводительных экспериментальных технологий молекулярной генетики.
Будут обсуждаться методы описания сложных биологических сетей (генных и метаболических сетей, ассоциативных и семантических сетей, сетей белок белковых взаимодействий), методы сравнения сетей, методы выявления и поиска структурных закономерностей, структурных мотивов, методы построения структурных моделей сложных сетей. Будет рассмотрен сравнительный анализ биологических сетей и исследование закономерностей их эволюции.
Методы многомасштабного моделирования, сочетающие в себе глобальные модели на уровне всей клетки и детальные кинетические модели определенных клеточных функций, представляют собой эффективную основу для исследования динамических биомолекулярных систем. Данный подход позволяет интегрировать количественные молекулярные данные «омик» технологий на уровне генома, идентифицировать ключевых игроков исследуемых функций клетки и иттеративно анализировать их молекулярные механизмы посредством так называемого цикла системной биологии («эксперимент-модель-гипотеза-эксперимент»). Несмотря на то, что «глобальные» и «локальные» модели доступны и успешно использользуются в предсказании функций организмов, такие модели еще недостаточно адекватно интегрированы друг с другом. Мы разрабатываем вычислительные подходы для многомасштабного моделирования и систематического анализа структурных особенностей и параметрического пространства биологических систем. Используя эти подходы, мы обнаружили и промоделировали регуляторные биомолекулярные системы различных организмов, включая Saccharomyces cerevisiae и Halobacterium salinarum. Данные исследования выявили эволюционные особенности регуляторных систем, их принципы функционирования и механизмы контроля, которые являются важными при планировании рациональных вмешательств и для приложений синтетической биологии. На секции будут обсуждаться вопросы моделирования в системной компьютерной биологии.