PyBioNetFit 与生物属性规范语言
定量方法
2019-03-20 v1
摘要
在系统生物学建模中，重要步骤包括模型参数化、不确定性量化以及与实验观测一致性的评估。为帮助建模者执行这些步骤，我们开发了软件 PyBioNetFit。PyBioNetFit 专为参数化而设计，同时支持不确定性量化、根据已知系统属性检验模型以及求解设计问题。PyBioNetFit 引入了生物属性规范语言（Biological Property Specification Language, BPSL）用于系统属性的形式化声明。BPSL 允许单独使用定性数据或与定量数据结合用于参数化、模型检验和设计。PyBioNetFit 采用并行化元启发式优化算法（差分进化、粒子群优化、散点搜索）进行参数化，这些算法可直接处理现有模型定义标准：BioNetGen Language (BNGL) 和 Systems Biology Markup Language (SBML)。我们通过求解 31 个示例问题展示了 PyBioNetFit 的能力，包括酵母细胞周期调控模型参数化这一挑战性问题。我们在计算机集群上使用该软件，利用多达 288 个核对其并行化效率进行了基准测试。最后，我们通过分析自噬信号传导中治疗干预的模型，展示了 PyBioNetFit 与 BPSL 的模型检验和设计应用。
引用
@article{arxiv.1903.07750,
title = {PyBioNetFit and the Biological Property Specification Language},
author = {Eshan D. Mitra and Ryan Suderman and Joshua Colvin and Alexander Ionkov and Andrew Hu and Herbert M. Sauro and Richard G. Posner and William S. Hlavacek},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.07750},
year = {2019}
}
备注
31 pages, 6 figures. Supplementary information available at the link provided in the manuscript