Rule-based modeling: a computationa

Rule-based modeling: a computational approach for studying biomolecular site dynamics in cell signaling systems




Rule-based modeling was developed to address the limitations of traditional approaches for modeling chemical kinetics in cell signaling systems. These systems consist of multiple interacting biomolecules (e.g., proteins), which themselves consist of multiple parts (e.g., domains, linear motifs, and sites of phosphorylation). Consequently, biomolecules that mediate information processing generally have the potential to interact in multiple ways, with the number of possible complexes and posttranslational modification states tending to grow exponentially with the number of binary interactions considered. As a result, only large reaction networks capture all possible consequences of the molecular interactions that occur in a cell signaling system, which is problematic because traditional modeling approaches for chemical kinetics (e.g., ordinary differential equations) require explicit network specification. This problem is circumvented through representation of interactions in terms of local rules. With this approach, network specification is implicit and model specification is concise. Concise representation results in a coarse graining of chemical kinetics, which is introduced because all reactions implied by a rule inherit the rate law associated with that rule. Coarse graining can be appropriate if interactions are modular, and the coarseness of a model can be adjusted as needed. Rules can be specified using specialized model-specification languages, and recently developed tools designed for specification of rule-based models allow one to leverage powerful software engineering capabilities. A rule-based model comprises a set of rules, which can be processed by general-purpose simulation and analysis tools to achieve different objectives (e.g., to perform either a deterministic or stochastic simulation). WIREs Syst Biol Med 2014, 6:13–36. doi: 10.1002/wsbm.1245

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ตามกฎการสร้างโมเดล: วิธีการคำนวณสำหรับการศึกษาวทคร ๕๐๘ ไซต์ dynamics ในเซลล์สัญญาณระบบตามกฎการสร้างโมเดลได้รับการพัฒนาเพื่อแก้ไขข้อจำกัดของวิธีแบบดั้งเดิมสำหรับจลนพลศาสตร์เคมีในเซลล์ตามปกติระบบการสร้างโมเดล ระบบนี้ประกอบด้วยชื่อโมเลกุลชีวภาพ interacting หลาย (เช่น โปรตีน), ซึ่งตัวเองประกอบด้วยหลายส่วน (เช่น โดเมน โดดเด่นเชิงเส้น และไซต์ของ phosphorylation) ดังนั้น ชื่อโมเลกุลชีวภาพที่สื่อกลางข้อมูลที่ประมวลผลโดยทั่วไปมีศักยภาพในการทำงานในหลายวิธี มีจำนวนสิ่งอำนวยความสะดวกได้และแก้ไข posttranslational อเมริกาแนวจะ เติบโตเป็นทวีคูณเมื่อ มีจำนวนการโต้ตอบแบบไบนารีที่ถือว่า ดังนั้น เฉพาะปฏิกิริยาขนาดใหญ่เครือข่ายจับผลกระทบได้ทั้งหมดของการโต้ตอบที่โมเลกุลที่เกิดขึ้นในเซลล์สัญญาณระบบ ซึ่งมีปัญหาเนื่องจากวิธีการสร้างโมเดลแบบดั้งเดิมสำหรับจลนพลศาสตร์เคมี (เช่น การสามัญสมการเชิงอนุพันธ์) ต้องระบุเครือข่ายที่ชัดเจน ปัญหานี้เป็นคนนั้นผ่านการแสดงโต้ตอบในแง่ของกฎท้องถิ่น ด้วยวิธีนี้ เครือข่ายข้อมูลจำเพาะเป็นนัย และข้อมูลจำเพาะเกี่ยวกับรุ่นไม่กระชับ กระชับแสดงผลแบบหยาบ graining ของจลนพลศาสตร์เคมี ซึ่งเป็นที่รู้จักเนื่องจากปฏิกิริยาทั้งหมดโดยนัย โดยกฎการสืบทอดกฎหมายอัตราที่สัมพันธ์กับกฎที่ Graining หยาบได้อย่างเหมาะสมหากโต้ตอบโมดูลาร์ และสามารถปรับความหยาบของแบบจำลองตามความจำเป็น สามารถระบุกฎเฉพาะข้อมูลจำเพาะรูปแบบภาษาที่ใช้ และเครื่องมือพัฒนาล่าสุดที่ออกแบบมาสำหรับข้อมูลจำเพาะของโมเดลตามกฎอนุญาตการใช้ประโยชน์จากความสามารถด้านวิศวกรรมซอฟต์แวร์ที่มีประสิทธิภาพ แบบตามกฎประกอบด้วยชุดของกฎ ซึ่งสามารถประมวลผลวัตถุจำลองและเครื่องมือวิเคราะห์เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน (เช่น การดำเนินการการจำลองแบบสโทแคสติก หรือ deterministic) สาย Syst Biol 2014 เม็ด 6:13 – 36 ดอย: 10.1002/wsbm.1245

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การสร้างแบบจำลองตามกฎ: วิธีการคำนวณเพื่อศึกษาการเปลี่ยนแปลงเว็บไซต์ชีวโมเลกุลในระบบการส่งสัญญาณมือถือแบบจำลองตามกฎได้รับการพัฒนาเพื่อรับมือกับข้อ จำกัด ของวิธีการแบบดั้งเดิมสำหรับการสร้างแบบจำลองจลนพลศาสตร์เคมีในระบบการส่งสัญญาณมือถือ ระบบเหล่านี้ประกอบด้วยหลายสารชีวโมเลกุลปฏิสัมพันธ์ (เช่นโปรตีน) ซึ่งตัวเองประกอบด้วยหลายส่วน (เช่นโดเมนลวดลายเชิงเส้นและเว็บไซต์ของ phosphorylation) ดังนั้นสารชีวโมเลกุลที่เป็นสื่อกลางในการประมวลผลข้อมูลโดยทั่วไปจะมีศักยภาพที่จะมีผลกระทบในหลายวิธีที่มีจำนวนของเชิงซ้อนที่เป็นไปได้และรัฐดัดแปลงหลังพุ่งจะเติบโตชี้แจงกับจำนวนของปฏิสัมพันธ์ไบนารีการพิจารณา เป็นผลให้เกิดปฏิกิริยาเครือข่ายขนาดใหญ่เท่านั้นจับภาพผลกระทบที่เป็นไปได้ทั้งหมดของการมีปฏิสัมพันธ์ในระดับโมเลกุลที่เกิดขึ้นในระบบการส่งสัญญาณมือถือซึ่งเป็นปัญหาเพราะวิธีการแบบดั้งเดิมสำหรับการสร้างแบบจำลองจลนพลศาสตร์เคมี (เช่นสมการเชิงอนุพันธ์สามัญ) จำเป็นต้องใช้ข้อมูลเครือข่ายอย่างชัดเจน ปัญหานี้จะโกงโดยผ่านตัวแทนของการมีปฏิสัมพันธ์ในแง่ของกฎระเบียบท้องถิ่น ด้วยวิธีการนี้เปเครือข่ายเป็นนัยและข้อกำหนดรูปแบบคือการกระชับ ผลการแสดงกระชับใน graining หยาบของจลนพลศาสตร์เคมีซึ่งเป็นที่รู้จักเพราะปฏิกิริยาทั้งหมดโดยนัยกฎสืบทอดกฎหมายอัตราที่เกี่ยวข้องกับกฎที่ graining หยาบสามารถเหมาะสมหากมีปฏิสัมพันธ์เป็นแบบแยกส่วนและความเลวของรูปแบบที่สามารถปรับเปลี่ยนได้ตามความต้องการ กฎสามารถระบุรูปแบบการใช้ภาษาข้อกำหนดเฉพาะและเมื่อเร็ว ๆ นี้ได้รับการพัฒนาเครื่องมือที่ออกแบบมาสำหรับสเปคของรุ่นตามกฎให้หนึ่งในการยกระดับความสามารถด้านวิศวกรรมซอฟแวร์ที่มีประสิทธิภาพ รูปแบบตามกฎประกอบด้วยชุดของกฎซึ่งสามารถประมวลผลโดยการจำลองวัตถุประสงค์ทั่วไปและเครื่องมือในการวิเคราะห์เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน (เช่นการดำเนินการอย่างใดอย่างหนึ่งการจำลองกำหนดหรือสุ่ม) สาย Syst Biol Med 2014, 6: 13-36 ดอย: 10.1002 / wsbm.1245

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

แบบตามกฎ : วิธีการคำนวณเพื่อศึกษาพลวัตเว็บไซต์ชีวโมเลกุลในสัญญาณมือถือระบบการปกครอง




ตามแบบจำลองที่ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อแก้ไขข้อจำกัดของวิธีการแบบดั้งเดิมสำหรับแบบจำลองจลนศาสตร์เคมีในเซลล์ส่งสัญญาณระบบ ระบบเหล่านี้ประกอบด้วยหลายโต้ตอบสารชีวโมเลกุลโปรตีน ( เช่น ) ซึ่งตัวเองประกอบด้วยหลายส่วน เช่น โดเมนลวดลายเป็นเส้น , และเว็บไซต์ของกรุงเทพมหานคร ) จากนั้น สารชีวโมเลกุลที่ไกล่เกลี่ย การประมวลผลข้อมูลโดยทั่วไปมีศักยภาพที่จะโต้ตอบใน หลายวิธี ด้วยจํานวนเชิงซ้อนเป็นไปได้และการปรับเปลี่ยน posttranslational รัฐพุ่งเติบโตชี้แจง ด้วยหมายเลขของไบนารีระหว่างพิจารณา ผลปฏิกิริยาเฉพาะเครือข่ายขนาดใหญ่จับผลที่เป็นไปได้ทั้งหมดของโมเลกุลปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในเซลล์ ระบบส่งสัญญาณ ซึ่งมีปัญหา เพราะวิธีการแบบดั้งเดิมสำหรับจลนพลศาสตร์เคมี ( เช่นสามัญสมการเชิงอนุพันธ์ ) ต้องใช้ข้อมูลเครือข่ายที่ชัดเจน ปัญหานี้จะหลีกเลี่ยงผ่านการปฏิสัมพันธ์ในแง่ของกฎระเบียบท้องถิ่นด้วยวิธีนี้ข้อมูลเครือข่ายโดยปริยาย และรูปแบบข้อมูลที่กระชับ กระชับ การแสดงผลใน graining หยาบ จลนศาสตร์เคมี ของที่แนะนำ เพราะเกิดปฏิกิริยาโดยนัย โดยกฎได้คะแนนกฎหมายที่เกี่ยวข้องกับกฎ graining หยาบสามารถเหมาะสมถ้าปฏิสัมพันธ์เป็น modular และความหยาบของโมเดลที่สามารถปรับเปลี่ยนได้ตามความต้องการกฎที่สามารถระบุใช้เฉพาะภาษาสเปคแบบ และล่าสุด พัฒนาเครื่องมือที่ออกแบบมาสำหรับสเปคของรุ่นฐานช่วยให้หนึ่งที่จะใช้ประโยชน์จากความสามารถในการวิศวกรรมซอฟต์แวร์ที่มีประสิทธิภาพ ฐานแบบจำลองนี้ประกอบด้วยชุดของกฎที่สามารถประมวลผลโดยเอนกประสงค์เครื่องมือการจำลองและการวิเคราะห์เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน ( เช่นเพื่อดำเนินการอย่างใดอย่างหนึ่งตามกําหนดหรือจำลอง Stochastic ) สายระบบ วท บ วท Med 2014 , 13 – 36 ดอย : 10.1002/wsbm.1245