Identification and identifiability of models of cell signalling pathways

• Autorzy: Fujarewicz K. , Kimmel M. , Świerniak A.

Warianty tytułu

PL

Identyfikacja i identyfikowalność modeli komórkowych szlaków sygnałowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The dynamical behaviour of a cell signalling pathway may be described by means of a set of nonlinear ordinary differential equations. The data for parameter estimation are collected only at discrete time moments that are relatively rare. We show a gradient-based algorithm for parameter estimation. We also present some considerations about identifiability of cell signalling pathways. The approach is illustrated on a model of NF?B transcription factor pathway.

PL

Dynamiczne zachowanie komórkowych szlaków sygnałowych może być modelowane za pomocą nieliniowych równań różniczkowych zwyczajnych. Dane potrzebne do identyfikacji zbierane są w nielicznych, dyskretnych chwilach czasu. W artykule zamieszczamy gradientową metodę identyfikacji parametrów oraz przedstawiamy rozważania dotyczące identyfikowalności parametrów. Podejście jest zilustrowane na przykładzie modelu szlaku sygnałowego czynnika transkrypcyjnego NF?B.

Słowa kluczowe

EN

cell signalling pathways; nonlinear differential equations; identifiability; parameter estimation

PL

komórkowe szlaki sygnałowe; równania różniczkowe komórkowe; estymacja parametrów; identyfikowalność

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2008
• Tom: R. 84, nr 5
• Strony: 91--94
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Fujarewicz K.

autor

Kimmel M.

autor

Świerniak A.

• Silesian University of Technology, Gliwice

Bibliografia

• [1] de Jong H., Modeling and Simulation of Genetic Regulatory Systems: A Literature Review, Journal of Computational Biology, 9(1), (2002), 67–103
• [2] Hasty J., McMillen D., Isaacs F., J.J. Collins, Computational studies of gene regulatory networks: In numero molecular biology, Nat. Rev. Genet. 2, (2001), 268–279
• [3] Smolen P., Baxter D.A., Byrne J.H., Modeling transcriptional control in gene networks: Methods, recent results, and future directions, Bull. Math. Biol. 62, (2000), 247–292
• [4] Tyson J.J., Chen K.C., Novak B., Sniffers, buzzers, toggles and blinkers: dynamics of regulatory and signaling pathway in the cell, Curr. Opin. Cell Biol., 15, (2003), 221–231
• [5] Arkin A., Ross J., McAdams H.A., Stochastic kinetic analysis of developmental pathway bifurcation in phage lambda-infected Escherichia Coli cells, Genetics, 149, (1998), 1633–1648
• [6] Fujarewicz K., Kimmel M., Świerniak A., On Fitting of Mathematical Models of Cell Signaling Pathways Using Adjoint Systems, Mathematical Biosciences and Engineering, 2(3), (2005), 527 –534
• [7] Fujarewicz K., Kimmel M., Lipniacki T., Świerniak A., Parameter Estimation for Models of Cell Signaling Pathways based on Semi-Quantitative Data, Proc. 24th IASTED International Multi-Conference Biomedical Engineering, February 15-17, Innsbruck, Austria, 306-310, (2006)
• [8] Jacquez J.A., Greif P., Numerical parameter identifiability and estimability: integrating identifiability, estimability, and optimal sampling design. Math. Biosci. 77(1985): 201–227
• [9] Lipniacki T., Paszek P., Brasier A.R., Luxon B., Kimmel M., Mathematical model of NF-κB regulatory module, Journal of Theoretical Biology, 228, (2004), 195–215
• [10] Fujarewicz K., Galuszka A., Generalized Backpropagation Through Time for Continuous Time Neural Networks and Discrete Time Measurements, Lecture Notes in Computer Science, Springer-Verlag, (2004), 190–196
• [11] Hoffman A., Levchenko A., Scott M.L., Baltimore D., The IκB-NF-κB signaling module: temporal control and selective gene activation, Science, 298, (2002), 1241-1245
• [12] Lee E.G., Boone D.L., Chai S., Libby S.L., Chien M., Lodolce J.P., Ma A., Failure to regulate TNF-induced NF-κB and cell death responses in A20-deficient mice, Science, 289, (2000), 2350-2354