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Enregistrement W1990514789 · doi:10.1186/1752-0509-6-113

Stochastic Boolean networks: An efficient approach to modeling gene regulatory networks

2012· article· en· W1990514789 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.
fundUn bailleur canadien est enregistré sur le travail.

Notice bibliographique

RevueBMC Systems Biology · 2012
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueGene Regulatory Network Analysis
Établissements canadiensUniversity of Alberta
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaUniversity of Alberta
Mots-clésGene regulatory networkBoolean networkComputer scienceProbabilistic logicSystems biologyComputationBiological networkComputational complexity theoryStochastic matrixSequence (biology)Boolean functionTheoretical computer scienceAlgorithmComputational biologyGeneBiologyMarkov chainArtificial intelligenceMachine learningGenetics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Various computational models have been of interest due to their use in the modelling of gene regulatory networks (GRNs). As a logical model, probabilistic Boolean networks (PBNs) consider molecular and genetic noise, so the study of PBNs provides significant insights into the understanding of the dynamics of GRNs. This will ultimately lead to advances in developing therapeutic methods that intervene in the process of disease development and progression. The applications of PBNs, however, are hindered by the complexities involved in the computation of the state transition matrix and the steady-state distribution of a PBN. For a PBN with n genes and N Boolean networks, the complexity to compute the state transition matrix is O(nN22n) or O(nN2n) for a sparse matrix. RESULTS: This paper presents a novel implementation of PBNs based on the notions of stochastic logic and stochastic computation. This stochastic implementation of a PBN is referred to as a stochastic Boolean network (SBN). An SBN provides an accurate and efficient simulation of a PBN without and with random gene perturbation. The state transition matrix is computed in an SBN with a complexity of O(nL2n), where L is a factor related to the stochastic sequence length. Since the minimum sequence length required for obtaining an evaluation accuracy approximately increases in a polynomial order with the number of genes, n, and the number of Boolean networks, N, usually increases exponentially with n, L is typically smaller than N, especially in a network with a large number of genes. Hence, the computational efficiency of an SBN is primarily limited by the number of genes, but not directly by the total possible number of Boolean networks. Furthermore, a time-frame expanded SBN enables an efficient analysis of the steady-state distribution of a PBN. These findings are supported by the simulation results of a simplified p53 network, several randomly generated networks and a network inferred from a T cell immune response dataset. An SBN can also implement the function of an asynchronous PBN and is potentially useful in a hybrid approach in combination with a continuous or single-molecule level stochastic model. CONCLUSIONS: Stochastic Boolean networks (SBNs) are proposed as an efficient approach to modelling gene regulatory networks (GRNs). The SBN approach is able to recover biologically-proven regulatory behaviours, such as the oscillatory dynamics of the p53-Mdm2 network and the dynamic attractors in a T cell immune response network. The proposed approach can further predict the network dynamics when the genes are under perturbation, thus providing biologically meaningful insights for a better understanding of the dynamics of GRNs. The algorithms and methods described in this paper have been implemented in Matlab packages, which are attached as Additional files.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,564
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,022
Tête enseignante GPT0,246
Écart entre enseignants0,223 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle