Probabilistic Boolean Networks: The Modeling and Control of Gene Regulatory Networks

دسته بندی: ریاضیات
ویرایش:  
نویسندگان: Ilya Shmulevich. Edward R. Dougherty  
سری:  
ISBN (شابک) : 0898716926, 9780898716924 
ناشر: SIAM 
سال نشر: 2009 
تعداد صفحات: 275 
زبان: English 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 16 مگابایت 

قیمت کتاب (تومان) : 40,000

اولین درمان جامع شبکه‌های بولی احتمالی (یک کلاس مدل مهم برای مطالعه شبکه‌های تنظیم‌کننده ژنتیک)، این کتاب ویژگی‌های مدل پایه، از جمله روابط بین ساختار شبکه و دینامیک، تجزیه و تحلیل حالت پایدار، و روابط با کلاس‌های مدل دیگر را پوشش می‌دهد. از آنجایی که مدل PBN می‌تواند به عنوان یک چارچوب ریاضی برای مطالعه مسائل اساسی ژنومیک مبتنی بر سیستم عمل کند، این کتاب یک پایه ریاضی دقیق برای بررسی این موضوعات ایجاد می‌کند، که شامل ویژگی‌های دینامیکی بلندمدت و نحوه مطابقت آنها با اهداف درمانی است. تأثیر پیچیدگی بر استنتاج مدل و پیامدهای ناشی از عدم قطعیت مدل؛ تغییر پویایی شبکه از طریق مداخله ساختاری، مانند منطق ژن مزاحم. کنترل بهینه شبکه های نظارتی در طول زمان؛ محدودیت های اعمال شده بر توانایی دستیابی به کنترل بهینه به دلیل پیچیدگی مدل؛ و اثرات ناهمزمانی نویسندگان رشته‌های مختلف تحقیقات فعلی را متحد می‌کنند و به مسائل نوظهوری مانند کنترل محدود، کنترل حریصانه و ناهمزمانی می‌پردازند. این اولین درمان جامع شبکه‌های بولی احتمالی (PBNs)، یک کلاس مدل مهم برای مطالعه شبکه‌های تنظیم‌کننده ژنتیکی است. این کتاب ویژگی های مدل پایه، از جمله روابط بین ساختار شبکه و دینامیک، تجزیه و تحلیل حالت پایدار، و روابط با کلاس های مدل دیگر را پوشش می دهد. همچنین در مورد استنتاج پارامترهای مدل از داده های تجربی و استراتژی های کنترل برای هدایت رفتار شبکه به سمت حالت های مطلوب بحث می کند. به طور خاص، جنبه های مربوط به سیستم های دینامیکی تصادفی، غیرخطی. این کتاب یک پایه ریاضی دقیق برای کاوش در این مسائل ایجاد می‌کند، که شامل ویژگی‌های دینامیکی بلندمدت و نحوه مطابقت آنها با اهداف درمانی است. تأثیر پیچیدگی بر استنتاج مدل و پیامدهای ناشی از عدم قطعیت مدل؛ تغییر پویایی شبکه از طریق مداخله ساختاری، مانند منطق ژن مزاحم. کنترل بهینه شبکه های نظارتی در طول زمان؛ محدودیت های اعمال شده بر توانایی دستیابی به کنترل بهینه به دلیل پیچیدگی مدل؛ و اثرات ناهمزمانی.

نویسندگان تلاش می‌کنند تا رشته‌های مختلف تحقیقات فعلی را متحد کنند و به مسائل نوظهوری مانند کنترل محدود، کنترل حریصانه، و ناهمزمانی بپردازند.

مخاطبان: محققان در ریاضیات، علوم کامپیوتر، و مهندسی در معرض کاربردهای مهم در زیست‌شناسی سیستم‌ها قرار دارند و فرصت‌های فراوانی برای توسعه رویکردها و روش‌های جدید ارائه می‌کنند. این کتاب همچنین برای دانشجویان پیشرفته، دانشجویان کارشناسی ارشد، و دانشمندانی که در زمینه‌های زیست‌شناسی محاسباتی، پردازش سیگنال ژنومی، نظریه کنترل و سیستم‌ها، و علوم کامپیوتر کار می‌کنند، مناسب است.

مطالب: پیشگفتار؛ فصل 1: شبکه های بولی. فصل 2; ساختار و دینامیک شبکه های بولی احتمالی. فصل 3: استنتاج ساختار مدل. فصل چهارم: مداخله ساختاری; فصل 5: کنترل خارجی. فصل 6: شبکه های ناهمزمان. کتابشناسی - فهرست کتب؛ فهرست مطالب

The first comprehensive treatment of probabilistic Boolean networks (an important model class for studying genetic regulatory networks), this book covers basic model properties, including the relationships between network structure and dynamics, steady-state analysis, and relationships to other model classes. As the PBN model can serve as a mathematical framework for studying the basic issues of systems-based genomics, the book builds a rigorous mathematical foundation for exploring these issues, which include long-run dynamical properties and how these correspond to therapeutic goals; the effect of complexity on model inference and the resulting consequences of model uncertainty; altering network dynamics via structural intervention, such as perturbing gene logic; optimal control of regulatory networks over time; limitations imposed on the ability to achieve optimal control owing to model complexity; and the effects of asynchronicity. The authors unify different strands of current research and address emerging issues such as constrained control, greedy control, and asynchronicity. This is the first comprehensive treatment of probabilistic Boolean networks (PBNs), an important model class for studying genetic regulatory networks. This book covers basic model properties, including the relationships between network structure and dynamics, steady-state analysis, and relationships to other model classes. It also discusses the inference of model parameters from experimental data and control strategies for driving network behavior towards desirable states.

The PBN model is well suited to serve as a mathematical framework to study basic issues dealing with systems-based genomics, specifically, the relevant aspects of stochastic, nonlinear dynamical systems. The book builds a rigorous mathematical foundation for exploring these issues, which include long-run dynamical properties and how these correspond to therapeutic goals; the effect of complexity on model inference and the resulting consequences of model uncertainty; altering network dynamics via structural intervention, such as perturbing gene logic; optimal control of regulatory networks over time; limitations imposed on the ability to achieve optimal control owing to model complexity; and the effects of asynchronicity.

The authors attempt to unify different strands of current research and address emerging issues such as constrained control, greedy control, and asynchronicity.

Audience: Researchers in mathematics, computer science, and engineering are exposed to important applications in systems biology and presented with ample opportunities for developing new approaches and methods. The book is also appropriate for advanced undergraduates, graduate students, and scientists working in the fields of computational biology, genomic signal processing, control and systems theory, and computer science.

Contents: Preface; Chapter 1: Boolean Networks; Chapter 2; Structure and Dynamics of Probabilistic Boolean Networks; Chapter 3: Inference of Model Structure; Chapter 4: Structural Intervention; Chapter 5: External Control; Chapter 6: Asynchronous Networks; Bibliography; Index