CIF: Small: Novel biologically inspired methods for analyzing multilayer networks

CIF:小型:用于分析多层网络的受生物学启发的新颖方法

基本信息

  • 批准号:
    2111679
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 33.12万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-10-01 至 2024-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Complex systems are often organized as multiple networks of interactions, where different characteristics such as interaction mechanisms or external perturbations govern the topology of each network. Civil infrastructures, social networks, producer/consumer/retailer networks are just a few examples to these systems. Each network in such a system shows how entities interact with each other under certain premises and conditions, while the interactions across different networks show how different conditions affect the entire system. The investigator calls such complex systems multilayer networks. To understand how these systems work, it is of utmost importance to consider the entire system of networks holistically, rather than each network at different layers independently as they collectively describe the functionality of the underlying system. The main objective of this project is to develop the fundamental tools needed to study multilayer networks, which requires creation of novel computational techniques for motif identification and comparative analysis of such networks. Biological networks, such as cellular networks, are naturally organized in multiple layers, where each layer describes the interaction topology among a set of molecules under a unique set of restrictions, such as external or internal stress condition, cell type, developmental stage, and interaction type. Thus, using biological systems as a network model provides opportunities to describe and study complex network systems.Computational analysis of interactions among different molecules organized as a biological network is a computationally interesting and difficult problem. Studying collections of such networks through multilayer networks introduces further challenges as (i) the interaction topologies as well as the interaction types among molecules may vary across different layers, and (ii) networks at different layers of a multilayer network may interact as they may share some molecules or the molecules at different layers may affect each other. Following from these observations, the PI is tackling the below two goals to achieve the main objective. (1) Identify building blocks in multilayer networks. (2) Develop tools for comparative analysis of multilayer networks. Both motif identification and comparative network analysis problems for classical single layer networks have been considered in the literature for over a decade. There are however very limited studies which address these challenges for complex multilayer systems. The methods developed in this project are combining and extending the theory and the algorithms for fundamental graph theory, computational biology, bioinformatics, and machine learning to achieve these objectives.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
复杂的系统通常被组织为多个相互作用网络,其中不同的特征(例如相互作用机制或外部扰动)控制着每个网络的拓扑。民用基础设施,社交网络,生产者/消费者/零售商网络只是这些系统的几个示例。这样的系统中的每个网络都显示了实体在某些前提和条件下如何相互作用,而不同网络之间的交互表示不同条件如何影响整个系统。研究人员称这种复杂的系统多层网络。要了解这些系统的工作原理,最重要的是,整体上考虑整个网络的整个系统,而不是独立地在不同层上的每个网络,因为它们共同描述了基础系统的功能。该项目的主要目的是开发研究多层网络所需的基本工具,该工具需要创建新颖的计算技术,以识别图案识别和对此类网络的比较分析。生物网络(例如细胞网络)是自然组织的,在多层中,每一层都在一组唯一的限制集中描述一组分子之间的相互作用拓扑,例如外部或内部应力条件,细胞类型,发育阶段和相互作用类型。因此,使用生物系统作为网络模型提供了描述和研究复杂网络系统的机会。对作为生物网络组织的不同分子之间的相互作用进行分析是一个计算有趣且困难的问题。通过多层网络研究此类网络的集合引入了进一步的挑战,因为(i)相互作用拓扑以及分子之间的相互作用类型可能会在不同层的不同层上有所不同,并且(ii)多层网络的不同层的网络可能会相互作用,因为它们可能共享某些分子或不同层的分子在不同层上可能会影响彼此。从这些观察结果来看,PI正在解决以下两个目标以实现主要目标。 (1)确定多层网络中的构建块。 (2)开发用于多层网络比较分析的工具。十多年来,文献中已经考虑了经典单层网络的基础标识和比较网络分析问题。但是,对于复杂的多层系统,有非常有限的研究解决了这些挑战。 该项目开发的方法是结合和扩展基本图理论,计算生物学,生物信息学和机器学习的理论和算法,以实现这些目标。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是值得通过基金会的知识智能和更广泛的影响来通过评估来支持的。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Optimal Supervised Reduction of High Dimensional Transcription Data
FiT: fiber-based tensor completion for drug repurposing
Pattern Discovery in Multilayer Networks
Identification of co-existing embeddings of a motif in multilayer networks
Vulture: VULnerabilities in impuTing drUg REsistance
{{ 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 }}

Tamer Kahveci其他文献

RepFrag: a graph based method for finding repeats and transposons from fragmented genomes
RepFrag:一种基于图形的方法,用于从片段化基因组中查找重复序列和转座子
  • DOI:
    10.1145/1854776.1854794
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    N. Bandyopadhyay;A. Settles;Tamer Kahveci
  • 通讯作者:
    Tamer Kahveci
Characterization of probabilistic signaling networks through signal propagation
通过信号传播表征概率信号网络
A method to assess COVID-19 infected numbers in Italy during peak pandemic period
评估大流行高峰期间意大利 COVID-19 感染人数的方法
Functional similarities of reaction sets in metabolic pathways
代谢途径中反应组的功能相似性
Bioinformatics Original Paper Markers Improve Clustering of Cgh Data
生物信息学原始论文标记改善 Cgh 数据的聚类
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Jun Liu;Sanjay Ranka;Tamer Kahveci
  • 通讯作者:
    Tamer Kahveci

Tamer Kahveci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('Tamer Kahveci', 18)}}的其他基金

ABI Innovation: Querying Massive Dynamic Biological Network Databases
ABI创新:查询海量动态生物网络数据库
  • 批准号:
    1262451
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 33.12万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CIF: EAGER: Modeling and Querying of Probabilistic Biological Networks
CIF:EAGER:概率生物网络的建模和查询
  • 批准号:
    1251599
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 33.12万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: New Technologies for Querying Pathway Databases
职业:查询路径数据库的新技术
  • 批准号:
    0845439
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 33.12万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
EMT/BSSE: Biological networks as a communication model for entities with complex interactions
EMT/BSSE:生物网络作为具有复杂交互的实体的通信模型
  • 批准号:
    0829867
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 33.12万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

靶向Treg-FOXP3小分子抑制剂的筛选及其在肺癌免疫治疗中的作用和机制研究
  • 批准号:
    32370966
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
化学小分子激活YAP诱导染色质可塑性促进心脏祖细胞重编程的表观遗传机制研究
  • 批准号:
    82304478
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
靶向小胶质细胞的仿生甘草酸纳米颗粒构建及作用机制研究:脓毒症相关性脑病的治疗新策略
  • 批准号:
    82302422
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
HMGB1/TLR4/Cathepsin B途径介导的小胶质细胞焦亡在新生大鼠缺氧缺血脑病中的作用与机制
  • 批准号:
    82371712
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
小分子无半胱氨酸蛋白调控生防真菌杀虫活性的作用与机理
  • 批准号:
    32372613
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Collaborative Research: CIF: Small: Versatile Data Synchronization: Novel Codes and Algorithms for Practical Applications
合作研究:CIF:小型:多功能数据同步:实际应用的新颖代码和算法
  • 批准号:
    2312872
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 33.12万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CIF: Small: Versatile Data Synchronization: Novel Codes and Algorithms for Practical Applications
合作研究:CIF:小型:多功能数据同步:实际应用的新颖代码和算法
  • 批准号:
    2312871
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 33.12万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CIF: Small: Versatile Data Synchronization: Novel Codes and Algorithms for Practical Applications
合作研究:CIF:小型:多功能数据同步:实际应用的新颖代码和算法
  • 批准号:
    2312873
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 33.12万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CIF: RI: Small: Information-theoretic measures of dependencies and novel sample-based estimators
CIF:RI:小:依赖性的信息论测量和新颖的基于样本的估计器
  • 批准号:
    1929955
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 33.12万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CIF: Small: A Novel Paradigm of Information Extraction in Big Data Problems
CIF:小:大数据问题中信息提取的新范式
  • 批准号:
    1813330
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 33.12万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了