MVEX01-22-03 Modellering av cellanpassning av transkriptionellt och translationellt svar vid stress

​Celler reagerar på miljömässiga och/eller genetiska störningar för att överleva och växa. Karakterisering av förändringarna efter stimuli på olika -omicsnivåer är avgörande för att förstå anpassningen av celler till de förändrade förhållandena [1]. I detta projekt kommer standardmetodiken inom systembiologi att användas för att förstå hur jästceller koordinerar responsen till stress. En dynamisk matematisk modell kommer att utvecklas, som simulerar samverkan mellan transkript- och proteinnivåer under NaCl stress.
 
Detta projekt kombinerar matematik, biologi och programmering. Det övergripande syftet med projektet är att introducera studenterna till den klassiska cykliska modelleringsprocessen inom systembiologi [3]. Den första delen innefattar en litteratursökning, följt av att konstruera dynamiska modeller bestående av ordinära differentialekvationer, förkortat ODEs, genom att använda sig av massverkans lag, samt att använda en icke-linjär mixad-effekt metod för att modellera variabilitet [2]. Den andra delen kommer bestå av att undersöka de tillåtna värdena för de ingående kinetiska hastighetskonstanterna i syfte att förenkla parameteruppskattningsproceduren, vilket innefattar att lösa ett optimeringsproblem. För det tredje skall studenterna simulera ODE-modellerna de härlett i exempelvis Python, samt utföra en så kallad känslighetsanalys av sina modeller. Utöver detta kommer studenterna att bli introducerade till konceptet “model reproducibility” i systembiologi.
Referenser:
[1] Lee et al A dynamic model of proteome changes reveals new roles for transcript alteration in yeast Mol Syst Biol (2011) 7:514.
[2] Persson et al Fine-tuning of energy levels regulates SUC2 via a SNF1-dependent feedback loop Front.  Physiol. (2020) 11:954.
[3] van Riel NA Dynamic modelling and analysis of biochemical networks: mechanism-based models and model-based experiments Brief Bioinform. (2006) 7(4):364-74.

Projektkod: MVEX01-22-03
Gruppstorlek: 4 studenter
Målgrupp:
Chalmersstudenter på Bioteknikprogrammet, Kemiteknik med Fysik, Teknisk matematik och Teknisk fysik samt GU-studenter. För GU-studenter räknas projektet som ett projekt i Tillämpad matematik (MMG900/MMG920).
Projektspecifika förkunskapskrav: Inledande programmering i exempelvis Matlab.
Se respektive kursplan för allmänna förkunskapskrav. Utöver de allmänna förkunskapskraven i MVEX01 ska Chalmersstudenter ha avklarat kurser i en- och flervariabelanalys, linjär algebra och matematisk statistik.
Handledare: Sebastian Persson
Examinator: Maria Roginskaya, Ulla Dinger
Institution: Matematiska vetenskaper


Sidansvarig Publicerad: on 06 okt 2021.