Formální popis fosforylačních stavů a souvisejících reakcí

Mgr. Matej Troják

Bachelor's thesis

Formal specification of phosphorylation states and related reactions

Abstract:

n the first chapter I briefly explain the most important facts from field of Biology and Informatics. This includes phosphorylation, circadian clock and rule-based modeling. In the second chapter I translate protein reactions from models Her- tel et al. 2013 and Miyoshi et al. 2007 to the formal rule-based language BNGL (BioNetGen Language). Here I had to face up with many problems, including insufficient documentation and abstractions of the model. Problem is the modeler often considers his model from point of Mathematics, not the Biology. Here can be seen the fact that every field has its own point of view and relationships are neglected. In the third chapter I propose biochemical space for circadian clock using rule-based approach, I define relationships between models and the space. Thanks to defined semantics I express relationships between the models themselves. In the last chapter I check the structure consistency of proposed biochemical space. It means I am trying to prove correctness of the system.

Abstract:

V prvej kapitole svojej práce v skratke vysvetľujem dôležité pojmy, s ktorými ďalej pracujem. Medzi ne patria biologické procesy, ako fos- forylácia a cirkadiálny rytmus, ale tiež niektoré informatické a modelo- vacie prístupy, ako modelovanie založené na pravidlách. V druhej kapitole svojej práce transformujem proteínové reakcie mo- delu Hertel et al. 2013 a modelu Miyoshi et al. 2007 do formál- neho jazyka BNGL (BioNetGen Language). Tu sa vyskytlo mnoho ťažkostí spôsobených tým, že samotný modelár často zabudne, že jeho model vystihuje niečo reálne zo života – v tomto prípade biologický proces – a vníma svoj model čisto iba ako matematiku. Na konkrétne detailné otázky o abstrakcii, ktorú použil, nepozná odpoveď. Tu sa pre- javuje, že každý sa na problém pozerá len zo svojho hľadiska a súvislosti zanedbáva. V tretej kapitole využívam znalosti získané v prvých dvoch kapito- lách a navrhujem spoločný biochemický priestor pre vybranú proble- matiku, vymedzujem vzťahy medzi modelmi a navrhnutým systémom. Tiež pomocou jasne definovanej sémantiky a vzťahov k biochemickému priestoru vyjadrujem vzťahy medzi oboma modelmi. V poslednej kapitole overujem konzistenciu navrhnutého biochemic- kého priestoru. To znamená, že sa snažím nájsť spôsoby, ktorými by išlo dokázať, že systém je správne navrhnutý.

Keywords

Biologický model, formálny zápis, biochemický priestor, tvorenie komplexov, prepisovacie pravidlá

Language used: Slovak

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 5. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 19. 6. 2015
• Supervisor: RNDr. David Šafránek, Ph.D.
• Reader: Ing. Matej Lexa, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Informatics

Bachelor programme / field:
Applied Informatics / Bioinformatics