Computing isomorphic condensations in state-graphs of parametrised Boolean networks

Bc. Šimon Varga

Bachelor's thesis

Anotácia:

Booleovské siete sú užitočným nástrojom pri modelovaní biologických procesov. Pridaním parametrov do tohto modelu sa umožní analýza viacerých prípustných podôb správania sa systému. Táto práca má za cieľ rozklad priestoru validných parametrizácií v závislosti na zvolenej relácie ekvivalencie zachycujúcej podobnosti medzi parametrizáciami. Tu použitá ekvivalencia je izomorfizmus medzi stavovo-prechodnými grafmi inštanciovaných booleovských sietí. Teoretické časti práce prezentujú formalizmus parametrizovaných booleovských sietí, ich ofarbených stavovo-prechodných grafov, a popisujú algoritmy použité na výpočet daného rozkladu. Predstavujeme tiež užívateľsky prístupný nástroj spustiteľný v internetovom prehliadači, ktorý počíta rozklad nad priestorom parametrizácií modelu, ktorý následne vizualizuje.

Abstract:

Boolean networks provide a valuable framework for modeling biological processes. By introducing parameters into the model, various possible behaviors can be considered and analyzed. This work aims to partition the space of valid parametrizations depending on a chosen equivalence relation capturing similarities among parametrizations. The used equivalence is an isomorphism between state-transition graphs of instantiated boolean networks. The theoretical sections present a formalism of parametrized boolean networks, their colored state-transition graphs, and describe algorithms used for finding the given partitioning. We develop a user-friendly web-based tool that partitions the parametrization-space of a model and visualizes the result.

Keywords

boolean network, parametrized boolean network, state-transition graph, colored graph, graph condensation, graph isomorphism

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 25. 5. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 1. 7. 2021
• Vedúci: prof. RNDr. Luboš Brim, CSc.
• Oponent: Mgr. Samuel Pastva

Masaryk University

Faculty of Informatics

Bachelor programme / odbor:
Applied Informatics / Bioinformatics