Detail předmětu
Systems Biology
FEKT-MPA-SYSAk. rok: 2025/2026
Předmět je orientován na získání znalostí o metodách systémové biologie, tvorbě modelů buněčných organismů a možnostech jejich využití. Zaměřuje se na studium počítačových metod popisu chování živých organismů na molekulární úrovni využitelných v buněčné biologii, biochemii a biotechnologii.
Uvažované modely jsou reprezentovány rozsáhlými síťovými grafy. Důraz je kladen na metodologii analýzy těchto modelů, a to jak analýzu statickou, tak analýzu dynamickou, především kvantitativní pomocí ODE modelů. Je postupováno podle konceptu hierarchie, přičemž jsou prezentovány všechny vrstvy od genových regulačních sítí, přes signální dráhy až po metabolické sítě. Tyto modely jsou ilustrovány na systémech konkrétních organizmů, převážně jednobuněčných.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Nabízen zahraničním studentům
Vstupní znalosti
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
až 24 bodů za vypracování a prezentaci semestrálního projektu
až 60 bodů za zkoušku.
Zkouška je ústní formou.
Laboratorní výuka je povinná, řádně omluvené zmeškané laboratorní cvičení lze po domluvě s vyučujícím nahradit (obvykle v zápočtovém týdnu)
Učební cíle
Absolvent předmětu je schopen:
- matematicky popsat hlavní komponenty genové exprese
- matematicky popsat hlavní komponenty signálních drah
- analyzovat síťové grafy pomocí síťových motivů
- vyjmenovat hlavní síťové motivy transkripčních sítí a sítí signálních drah
- vysvětlit funkci hlavních síťových motivů transkripčních sítí a signálních drah
- popsat experimentální metody v systémové biologii
Základní literatura
Dubitzky, W., Wolkenhauer, O., Cho, K.-H., Yokota, H., Encyclopedia of systems biology. Springer, New York 2013. ISBN 978-144-1998-644. (EN)
Konopka, A.K. Systems Biology: Principles, Methods, and Concepts. CRC, 2006, ISBN: 978-0824725204 (EN)
Maly, Ivan V. Systems biology. Humana Press, New York 2009. ISBN 978-1-934115-64-0. (EN)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program MPA-BTB magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný
- Program MPC-BTB magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinný
- Program MITAI magisterský navazující
specializace NSEC , 0 ročník, letní semestr, volitelný
specializace NNET , 0 ročník, letní semestr, volitelný
specializace NMAL , 0 ročník, letní semestr, volitelný
specializace NCPS , 0 ročník, letní semestr, volitelný
specializace NHPC , 0 ročník, letní semestr, volitelný
specializace NVER , 0 ročník, letní semestr, volitelný
specializace NIDE , 0 ročník, letní semestr, volitelný
specializace NISY , 0 ročník, letní semestr, volitelný
specializace NEMB do 2023/24 , 0 ročník, letní semestr, volitelný
specializace NSPE , 0 ročník, letní semestr, volitelný
specializace NEMB , 0 ročník, letní semestr, volitelný
specializace NBIO , 0 ročník, letní semestr, volitelný
specializace NSEN , 0 ročník, letní semestr, volitelný
specializace NVIZ , 0 ročník, letní semestr, volitelný
specializace NGRI , 0 ročník, letní semestr, volitelný
specializace NADE , 0 ročník, letní semestr, volitelný
specializace NISD , 0 ročník, letní semestr, volitelný
specializace NMAT , 0 ročník, letní semestr, volitelný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Laboratorní techniky pro systémovou biologii
3. Modelové organismy, biologické sítě a dráhy
4. Základy dynamické analýzy spojitých modelů
5. Kinetika enzymů
6. Transkripční regulace
7. Predikce síťových motivů, autoregulační motiv
8. Síťový motiv FFL
9. Další síťové motivy
10. Genová ontologie
11. Kvalitativní booleovské modely
12. Odvození genových regulačních sítí a odhad parametrů modelu
13. Prezentace projektů
Cvičení na počítači
Vyučující / Lektor
Osnova
2. Databáze pro systémovou biologii
3. Cytoscape
4. Dynamická analýza
5. Kinetika enzymů, Michaelis-Menten
6. Kinetika enzymů II, Michaelis-Menten II
7. Regulace transkripce
8. FFL motiv
9. Cell collective
10. Cell collective, projekt
11. Cell collective, projekt
12. Cell collective, projekt
13. Konzultace, náhrada zameškaných cvičení