Computational modeling and analysis of the dynamics of control mechanisms in molecular interaction networks of neurons

神经元分子相互作用网络控制机制动力学的计算建模和分析

基本信息

  • 批准号:
    418603-2012
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.38万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2015-01-01 至 2016-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The recent technical innovations in measurement of cellular phenomena provide the means to collect data required for quantitative modeling of cell biology systems. Nowadays, a growing number of biologists adopt a systems biology approach and integrate computational modeling and simulation with experiments in their scientific endeavor. In such setting, modeling can be a tool to generate testable hypotheses and to facilitate understanding. In the cell, biochemical signals are rarely propagated by simple, direct paths, but rather through a network of molecular interactions. With modeling, it is possible to understand the complex dynamics of this network. From a theoretical perspective, to achieve this understanding, one needs more realistic models and analysis methods of simulation data that highlight systemic properties. This research program aims at developing new and innovative computational methods and models to investigate the intracellular mechanisms of information processing in neurons. One promising method is the dynamic graph, which produces a network representation of a dynamical system. This method helps to understand how the behavior of a system arises from temporal and spatial interactions of functional modules known as regulatory motifs. Another axis of research that will improve modeling capabilities is the coupling within a single modeling approach of all the mechanisms (e.g. electrical, biochemical, shape modification) regulating the cellular activity of neurons. These computational tools can then be applied to the analysis of dynamic imaging data from cells to understand their behavior. Reaching this program long-term goal will impact the biomedical academic and industrial communities since both are increasingly using computational modeling to achieve a more precise mechanistic understanding of health and disease.
细胞现象测量的最新技术创新提供了收集细胞生物学系统定量建模所需数据的手段。如今,越来越多的生物学家采用系统生物学方法,并将计算建模和模拟与实验结合起来。在这种情况下,建模可以是一种工具,以产生可检验的假设,并促进理解。在细胞中,生化信号很少通过简单直接的途径传播,而是通过分子相互作用的网络传播。通过建模,可以理解这个网络的复杂动态。从理论的角度来看,要实现这一理解,需要更现实的模型和模拟数据的分析方法,突出系统性。 该研究计划旨在开发新的和创新的计算方法和模型,以研究神经元信息处理的细胞内机制。一个有前途的方法是动态图,它产生一个动态系统的网络表示。这种方法有助于理解系统的行为是如何从被称为调控基序的功能模块的时间和空间相互作用中产生的。提高建模能力的另一个研究方向是在单一建模方法中耦合调节神经元细胞活动的所有机制(例如电、生物化学、形状改变)。然后,这些计算工具可以应用于分析来自细胞的动态成像数据,以了解它们的行为。 实现这一计划的长期目标将影响生物医学学术界和工业界,因为两者都越来越多地使用计算建模来实现对健康和疾病的更精确的机械理解。

项目成果

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Hardy, Simon其他文献

Multicomponent assembly and diversification of novel heterocyclic scaffolds derived from 2-arylpiperidines.
  • DOI:
    10.1021/ol201010s
  • 发表时间:
    2011-06-17
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Hardy, Simon;Martin, Stephen F.
  • 通讯作者:
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Rh(DPEPhos)-Catalyzed Alkyne Hydroacylation Using β-Carbonyl-Substituted Aldehydes: Mechanistic Insight Leads to Low Catalyst Loadings that Enables Selective Catalysis on Gram-Scale
  • DOI:
    10.1021/jacs.8b04086
  • 发表时间:
    2018-06-13
  • 期刊:
  • 影响因子:
    15
  • 作者:
    Barwick-Silk, James;Hardy, Simon;Weller, Andrew S.
  • 通讯作者:
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Multicomponent, Mannich-type assembly process for generating novel, biologically-active 2-arylpiperidines and derivatives.
  • DOI:
    10.1016/j.tet.2014.06.045
  • 发表时间:
    2014-10-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Hardy, Simon;Martin, Stephen F.
  • 通讯作者:
    Martin, Stephen F.
Petri net-based method for the analysis of the dynamics of signal propagation in signaling pathways
  • DOI:
    10.1093/bioinformatics/btm560
  • 发表时间:
    2008-01-15
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    Hardy, Simon;Robillard, Pierre N.
  • 通讯作者:
    Robillard, Pierre N.
A synthesis of the C(17)-C(27) fragment of bryostatin 1
  • DOI:
    10.1055/s-2008-1078015
  • 发表时间:
    2008-08-22
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Green, Anthony P.;Hardy, Simon;Thomas, Eric J.
  • 通讯作者:
    Thomas, Eric J.

Hardy, Simon的其他文献

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神经元分子相互作用网络控制机制动力学的计算建模和分析
  • 批准号:
    418603-2012
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 1.38万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
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神经元分子相互作用网络控制机制动力学的计算建模和分析
  • 批准号:
    418603-2012
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 1.38万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
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神经元分子相互作用网络控制机制动力学的计算建模和分析
  • 批准号:
    418603-2012
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 1.38万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
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神经元分子相互作用网络控制机制动力学的计算建模和分析
  • 批准号:
    418603-2012
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 1.38万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Computational modeling and analysis of the dynamics of control mechanisms in molecular interaction networks of neurons
神经元分子相互作用网络控制机制动力学的计算建模和分析
  • 批准号:
    418603-2012
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 1.38万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Intégration de modèles de réseaux de Pétri et de microarrays de facteurs de transcription pour comprendre la configuration dynamique des voies cellulaires de signalisation
Pétri 网络模块和转录因子微阵列的集成,用于理解信号化蜂窝电话的动态配置
  • 批准号:
    342902-2007
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 1.38万
  • 项目类别:
    Postdoctoral Fellowships
Intégration de modèles de réseaux de Pétri et de microarrays de facteurs de transcription pour comprendre la configuration dynamique des voies cellulaires de signalisation
Pétri 网络模块和转录因子微阵列的集成,用于理解信号化蜂窝电话的动态配置
  • 批准号:
    342902-2007
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 1.38万
  • 项目类别:
    Postdoctoral Fellowships
Intégration de modèles de réseaux de Pétri et de microarrays de facteurs de transcription pour comprendre la configuration dynamique des voies cellulaires de signalisation
Pétri 网络模块和转录因子微阵列的集成,用于理解信号化蜂窝电话的动态配置
  • 批准号:
    342902-2007
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 1.38万
  • 项目类别:
    Postdoctoral Fellowships
Modélisation et simulation de systèmes de biologie moléculaire neuronale à l'aide de techniques formelles informatiques et d'intelligence artificielle
生物分子神经元系统的建模和模拟以及信息技术和人工智能技术的辅助
  • 批准号:
    304072-2004
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 1.38万
  • 项目类别:
    Postgraduate Scholarships - Doctoral
Modélisation et simulation de systèmes de biologie moléculaire neuronale à l'aide de techniques formelles informatiques et d'intelligence artificielle
生物分子神经元系统的建模和模拟以及信息技术和人工智能技术的辅助
  • 批准号:
    304072-2004
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 1.38万
  • 项目类别:
    Postgraduate Scholarships - Doctoral

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Galaxy Analytical Modeling Evolution (GAME) and cosmological hydrodynamic simulations.
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  • 批准年份:
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页岩超临界CO2压裂分形破裂机理与分形离散裂隙网络研究
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    2023
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    2330723
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.38万
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左心发育不全综合征三尖瓣修复的患者特异性计算模型
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  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.38万
  • 项目类别:
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知道了