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2022 | OriginalPaper | Buchkapitel

Variable-Depth Simulation of Most Permissive Boolean Networks

verfasst von : Théo Roncalli, Loïc Paulevé

Erschienen in: Computational Methods in Systems Biology

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

In systems biology, Boolean networks (BNs) aim at modeling the qualitative dynamics of quantitative biological systems. Contrary to their (a) synchronous interpretations, the Most Permissive (MP) interpretation guarantees capturing all the trajectories of any quantitative system compatible with the BN, without additional parameters. Notably, the MP mode has the ability to capture transitions related to the heterogeneity of time scales and concentration scales in the abstracted quantitative system and which are not captured by asynchronous modes. So far, the analysis of MPBNs has focused on Boolean dynamical properties, such as the existence of particular trajectories or attractors.
This paper addresses the sampling of trajectories from MPBNs in order to quantify the propensities of attractors reachable from a given initial BN configuration. The computation of MP transitions from a configuration is performed by iteratively discovering possible state changes. The number of iterations is referred to as the permissive depth, where the first depth corresponds to the asynchronous transitions. This permissive depth reflects the potential concentration and time scales heterogeneity along the abstracted quantitative process. The simulation of MPBNs is illustrated on several models from the literature, on which the depth parametrization can help to assess the robustness of predictions on attractor propensities changes triggered by model perturbations.

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Literatur
9.
Zurück zum Zitat Paulevé, L., Sené, S.: Non-deterministic updates of boolean networks. In: 27th IFIP WG 1.5 International Workshop on Cellular Automata and Discrete Complex Systems (AUTOMATA 2021). Open Access Series in Informatics (OASIcs), vol. 90, pp. 10:1–10:16. Schloss Dagstuhl - Leibniz-Zentrum für Informatik, Dagstuhl, Germany (2021). https://doi.org/10.4230/OASIcs.AUTOMATA.2021.10 Paulevé, L., Sené, S.: Non-deterministic updates of boolean networks. In: 27th IFIP WG 1.5 International Workshop on Cellular Automata and Discrete Complex Systems (AUTOMATA 2021). Open Access Series in Informatics (OASIcs), vol. 90, pp. 10:1–10:16. Schloss Dagstuhl - Leibniz-Zentrum für Informatik, Dagstuhl, Germany (2021). https://​doi.​org/​10.​4230/​OASIcs.​AUTOMATA.​2021.​10
Metadaten
Titel
Variable-Depth Simulation of Most Permissive Boolean Networks
verfasst von
Théo Roncalli
Loïc Paulevé
Copyright-Jahr
2022
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-031-15034-0_7

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