Parameter Discovery for Biological Models Using Model Checking
Project goals
Current challenges in computational systems biology call for new insights coming from computer science, especially, the field of formal methods. This is motivated by the need for model-based computational analysis and exploration of hardly-predictable behaviour emerging from complex biological systems. The discovery of kinetic constants and other model parameters is an essential part of the typical research cycle in systems biology. The direct measurement of parameters through wet-lab experiments is often difficult or even impracticable. The proposed project primarily aims at development of new automated techniques for parameter synthesis based on fitting the computerized model to a temporal logic hypothesis. The proposed methodology uses the model checking method as known from formal verification of computer systems. In order to achieve scalability, a special emphasis is given to the development of parallel algorithms.
Keywords
model checkingformal methodsparameter synthesisbiochemical dynamical systemcomputational systems biology
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
Standardní projekty 19 (SGA0201500001)
Main participants
Masarykova univerzita / Fakulta informatiky
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
15-11089S
Alternative language
Project name in Czech
Získávání parametrů biologických modelů pomocí techniky ověřování modelů
Annotation in Czech
Současné problémy mezioborové disciplíny výpočetní systémové biologie vyžadují nasazení pokročilých nástrojů informatiky, zejména formálních metod. Tento fakt je motivován potřebou výpočetní analýzy těžko predikovatelných emergentních chování komplexních biologických systémů. Získávání kinetických konstant a jiných parametrů modelu tvoří nedílnou součást typického výzkumu v systémové biologii. Přímé měření parametrů pomocí tzv. mokrých experimentů je často obtížné nebo dokonce i nemožné. Navrhovaný projekt si klade za cíl vyvinout zcela nové automatizované techniky pro syntézu parametrů, které jsou založeny na přizpůsobení modelu zadané hypotéze formulované v temporální logice. Navrhovaný přístup staví na aplikaci metody ověřování modelů, která je využivána pro formální verifikaci počítačových systémů. Velký důraz bude kladen i na dosažení škálovatelnosti pomocí paralelních algoritmů.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
New automated methods, techniques and algorithms for model parameter synthesis have been developed within the project. Achieved results were published in one article in an impacted journal and a number of conference papers, taking into account other papers that have not been published yet, the extent of the publication activity of the team is sufficient. The project was solved without problems.
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2015
Realization period - end
Dec 31, 2017
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Apr 5, 2017
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP18-GA0-GA-U/02:1
Data delivery date
May 4, 2018
Finance
Total approved costs
4,562 thou. CZK
Public financial support
4,562 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
4 562 CZK thou.
Public support
4 562 CZK thou.
0%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
IN - Informatics
Solution period
01. 01. 2015 - 31. 12. 2017