course-details-portlet

KP8130

Systembiologi, modellering og analyse

Velg studieår

Undervises ikke studieåret 2024/2025

Studiepoeng 7,5
Nivå Doktorgrads nivå
Undervisningsspråk Engelsk
Sted Trondheim

Om

Om emnet

Faglig innhold

Faget undervises annet hvert år, neste gang høsten 2025. Faget introduserer temaer i molekylær-og cellebiologi og hvordan disse kan modeleres matematisk. Temaer innen biologi: enzymer (enzymaktivitet og cellulære mekanismer for regulering av enzymer); intracellulær signalering (reseptorer, G-proteiner, og MAP kinase kaskaden); regulering av genekspresjon (transkripsjonsfaktorer og positiv, negativ, og sigmoid tilbakekobling (feedback)); og genetiske og metabolske nettverk. Temaer innen modelering: enzymkinetikk (konseptet om stasjonær tilstand i cellen, to-substrat-kinetikk, og begrensning og promotering av enzymaktivitet), rekonstruksjon og strukturell analyse av biologiske nettverk (grafer, nettverk-dekomposisjon, og programmer og dataverktøy for dette), og kontroll og analyse av metabolske og genetiske reaksjonsruter og nettverk (kontroll av flux; koblingsteoremet for flux-kontroll; konstruksjon av komplekse nettverk; sensitivitetsanalyse; robusthet; og bifurkasjonsanalyse).

Læringsutbytte

Kunnskaper: Kandidaten skal ha kunnskap om: - Grunnleggende prinsipper om modellering av biologiske systemer ved bruk av differensielle ligninger (tilstandromsmodeller) - analyse metoder av lineære og ulineære modeller innen biologi - bifurikasjoner og ander fenomener som eksisterer i bakteria og gjærceller - netverker (koblinger) i biologi og genetiske kretser - Sesitivitet og robusthet i biologi Ferdighteter: Kandidaten kan: - modellere biologiske og fysiske systemer vha lineære og ulineære ligninger - utføre sensitivitetsanalyse - identifisere og analysere sykluser, bi-stabiliteter og andre fenomener - styre genetiske kretser - design av genetiske kretser Gernerelle kompetanse: Kandidaten kan: - modellere fysiske og biologiske systemer - lineær og ulineær analyse - tolke biolgiske dynamiske systemer og overtsetter dem til matematikk.

Forkunnskapskrav

Matematikk 1 til 4 (TMA4100, TMA4105, TMA4110 og TMA4115) eller tilsvarende kunnskaper, modellering av dynamiske systemer, numerisk analyse.

Kursmateriell

"System Modeling in Cellular Biologi, from concepts to nuts and bolts", Z. Szallasi, J. Stelling and V. Periwal. Forelesningsnotater.

Fagområder

  • Prosessregulering
  • Teknologiske fag

Kontaktinformasjon

Ansvarlig enhet

Institutt for kjemisk prosessteknologi