III: Small: Exploiting and Extending Integer Linear Programming in Computational Biology

III:小:在计算生物学中利用和扩展整数线性规划

基本信息

  • 批准号:
    1528234
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 39.81万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2015-09-01 至 2020-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Integer Linear Programming (ILP) is a versatile modeling and optimization technique that has been increasingly used in computational biology in inventive ways that differ from its traditional uses. Spectacular improvements in the speed of modern ILP solvers and computers now often allow the solution to important instances of hard computational problems that lack guaranteed-efficient solution methods. This project will further the exploitation of integer programming to solve realistic instances of computational problems in biology. The broader impact of this project will be through the improved computational tools that will be created for use in biology and perhaps medicine. This could have a transformative impact in biology. Broader impact will also be in the training of graduate and undergraduate students, and in outreach to biologists involved in computation. This project will also impact algorithmic computer science, by demonstrating a shift in emphasis from seeking worst-case efficient solutions or approximations to problem instances of all sizes and properties, to seeking methods that are effective in finding exact solutions to realistic problem instances of great importance.There are intellectual challenges in modeling biological phenomena for integer programming, non-trivial technical issues, and educational and outreach efforts needed to make the advances available to a larger biological community. The research questions are of three broad types: 1) Many research questions concern how to formulate, and more efficiently implement, a large succession of related ILP computations. This arises due to the need to evaluate the biological fidelity, and statistical significance, of a solution, often leading to changes in the biological model and ILP formulation, and many successive ILP computations. 2) It is often possible to devise mathematically-equivalent, but very different, ILP formulations for a computational problem, with large differences in the time and memory needed to solve the ILP instances. Many research questions concern how to devise the best ILP formulations for sub-classes of biological problems, and to identify successful new idioms (or modeling insights) that are common in these formulations. 3) Many technical issues come from the use of ILP as a language to express solutions to biological problems that are not naturally posed in terms of linear constraints. This exploits the fact that integer programming, being NP-hard, can express any problem in NP. However, the consequence is that the formulations are often non-intuitive, and huge in comparison to traditional ILP formulations, with a higher ratio of variables to equations than is expected by ILP solvers.
线性规划(ILP)是一种通用的建模和优化技术,越来越多地以不同于其传统用途的创造性方式用于计算生物学。现代ILP求解器和计算机的速度有了惊人的提高,现在通常可以解决缺乏高效求解方法的困难计算问题的重要实例。这个项目将进一步利用整数规划来解决生物学中计算问题的实际情况。该项目的更广泛影响将通过改进的计算工具来实现,这些工具将用于生物学,也许还有医学。这可能会对生物学产生变革性的影响。更广泛的影响也将在研究生和本科生的培训,并在推广到生物学家参与计算。这个项目也将影响算法计算机科学,通过展示重点从寻求最坏情况下的有效解决方案或近似的所有大小和属性的问题实例的转变,以寻求有效的方法来找到非常重要的现实问题实例的精确解决方案。需要开展教育和宣传工作,使更大的生物界能够利用这些进展。 研究问题有三大类:1)许多研究问题涉及如何制定,更有效地实现,大量的相关ILP计算的继承。这是由于需要评估解决方案的生物保真度和统计显著性,通常导致生物模型和ILP制剂的变化以及许多连续的ILP计算。2)对于计算问题,通常可以设计出等价但非常不同的ILP公式,其中解决ILP实例所需的时间和内存存在很大差异。许多研究问题涉及如何为生物学问题的子类设计最佳的ILP公式,并确定这些公式中常见的成功的新习惯用法(或建模见解)。3)许多技术问题来自于使用ILP作为一种语言来表达生物问题的解决方案,这些问题不是自然地以线性约束的形式提出的。这利用了这样一个事实:整数规划是NP难的,可以用NP来表达任何问题。然而,其结果是,公式往往是非直观的,和传统的ILP公式相比,巨大的,具有更高的比例的变量方程比ILP求解器的预期。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Daniel Gusfield其他文献

Daniel Gusfield的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Daniel Gusfield', 18)}}的其他基金

III: Small: Algorithms and Computations for RNA Structure Prediction
III:小:RNA 结构预测的算法和计算
  • 批准号:
    1219278
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 39.81万
  • 项目类别:
    Standard Grant
AF: Small: Combinatorial Algorithms and Structure in Phylogeny: A Chordal Graph Approach
AF:小:系统发育中的组合算法和结构:弦图方法
  • 批准号:
    1017580
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 39.81万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
III-CXT-Medium: Collaborative Research: Inference of Complex Genealogical Histories in Populations: Algorithms and Applications
III-CXT-Medium:协作研究:群体中复杂谱系历史的推断:算法和应用
  • 批准号:
    0803564
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 39.81万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Graph Structure and String Algorithms for String and Graph Reconstruction Problems
用于字符串和图重建问题的图结构和字符串算法
  • 批准号:
    0515378
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 39.81万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SEI(BIO): Computational Population Genomics: Using Variation to Connect Genotypes to Phenotypes
SEI(BIO):计算群体基因组学:利用变异将基因型与表型联系起来
  • 批准号:
    0513910
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 39.81万
  • 项目类别:
    Standard Grant
ITR: Algorithmic Problems in Population-Scale Genomics
ITR:群体规模基因组学中的算法问题
  • 批准号:
    0220154
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 39.81万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Algorithms and Software for Molecular Sequence Exploration
分子序列探索的算法和软件
  • 批准号:
    9723346
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 39.81万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Conference: Dagstuhl International Conference on Molecular Bioinformatics in Dagstuhl, Germany, July 10-14, 1995
会议:达格施图尔国际分子生物信息学会议,德国达格施图尔,1995 年 7 月 10-14 日
  • 批准号:
    9503470
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 39.81万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Combinatorial Pattern Matching Conference (CPM); Asilomar Conference Center, Monterey, California; June 5-8,1994
组合模式匹配会议(CPM);
  • 批准号:
    9403663
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 39.81万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Efficient Algorithms for Multiple Instance Network Flow and Cut Problems
针对多实例网络流量和切割问题的高效算法
  • 批准号:
    9103937
  • 财政年份:
    1991
  • 资助金额:
    $ 39.81万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

昼夜节律性small RNA在血斑形成时间推断中的法医学应用研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
tRNA-derived small RNA上调YBX1/CCL5通路参与硼替佐米诱导慢性疼痛的机制研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Small RNA调控I-F型CRISPR-Cas适应性免疫性的应答及分子机制
  • 批准号:
    32000033
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Small RNAs调控解淀粉芽胞杆菌FZB42生防功能的机制研究
  • 批准号:
    31972324
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
变异链球菌small RNAs连接LuxS密度感应与生物膜形成的机制研究
  • 批准号:
    81900988
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于small RNA 测序技术解析鸽分泌鸽乳的分子机制
  • 批准号:
    31802058
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
肠道细菌关键small RNAs在克罗恩病发生发展中的功能和作用机制
  • 批准号:
    31870821
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    56.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Small RNA介导的DNA甲基化调控的水稻草矮病毒致病机制
  • 批准号:
    31772128
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于small RNA-seq的针灸治疗桥本甲状腺炎的免疫调控机制研究
  • 批准号:
    81704176
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
水稻OsSGS3与OsHEN1调控small RNAs合成及其对抗病性的调节
  • 批准号:
    91640114
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    85.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划

相似海外基金

SaTC: CORE: Small: Building Resilience into LEO Satellite Networks by Exploiting Network Layer Characteristics
SaTC:核心:小型:通过利用网络层特征构建 LEO 卫星网络的弹性
  • 批准号:
    2308761
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 39.81万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
SaTC: CORE: Small: Exploiting Stimulus-response Correlation for Wireless Hidden Device Localization
SaTC:核心:小:利用刺激响应相关性进行无线隐藏设备定位
  • 批准号:
    2155181
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 39.81万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Small: Exploiting Performance Correlations for Accurate and Low-cost Performance Testing for Serverless Computing
协作研究:SHF:小型:利用性能相关性对无服务器计算进行准确且低成本的性能测试
  • 批准号:
    2155096
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 39.81万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Small: Exploiting Performance Correlations for Accurate and Low-cost Performance Testing for Serverless Computing
协作研究:SHF:小型:利用性能相关性对无服务器计算进行准确且低成本的性能测试
  • 批准号:
    2155097
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 39.81万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Exploiting new drug targets in extremely resistant M.abscessus by using small molecule Lipid II binders
使用小分子脂质 II 结合剂在极其耐药的脓肿分枝杆菌中开发新的药物靶点
  • 批准号:
    10183396
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 39.81万
  • 项目类别:
Exploiting new drug targets in extremely resistant M.abscessus by using small molecule Lipid II binders
使用小分子脂质 II 结合剂在极其耐药的脓肿分枝杆菌中开发新的药物靶点
  • 批准号:
    10378085
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 39.81万
  • 项目类别:
III: Small: Collaborative Research: Algorithms, systems, and theories for exploiting data dependencies in crowdsourcing
III:小型:协作研究:在众包中利用数据依赖性的算法、系统和理论
  • 批准号:
    2007941
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 39.81万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Agents Provocateur: Exploiting bacterial biofilm stimulation to identify bioactive small molecules
Agents Provocateur:利用细菌生物膜刺激来识别生物活性小分子
  • 批准号:
    RGPIN-2016-06521
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 39.81万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
SHF: Small: Understanding and Exploiting Software Defined Networks (SDN) in High Performance Computing (HPC) Environments
SHF:小型:理解和利用高性能计算 (HPC) 环境中的软件定义网络 (SDN)
  • 批准号:
    2007827
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 39.81万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Exploiting genetic vulnerabilities to improve outcomes in small cell carcinoma of the ovary
利用遗传弱点改善小细胞卵巢癌的治疗结果
  • 批准号:
    420635
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 39.81万
  • 项目类别:
    Operating Grants
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了