Calendario delle lezioni - A.A. 2014-2015

Data Aula Inizio Fine Argomento
Mer 1 Ottobre V7 10.30 12.30 Introduzione al corso. Panoramica degli argomenti, concetti ed esempi di Systems Biology.
Ven 3 Ottobre V7 10.30 12.30 Definizioni di Systems Biology. Il concetto di sistema complesso. Livelli di complessità nello studio dei sistemi biologici. L'approccio riduzionistico e l'approccio olistico. Il ciclo iterativo di ricerca (modellazione) in Systems Biology.
Mer 8 Ottobre V7 10.30 12.30 Modellazione di sistemi biologici: regole di base e criteri per la scelta dell'approccio. Dicotomie in Systems Biology. Modelli computazionali top-down e bottom-up: descrizione e confronto. Tipologie di modelli per sistemi biologici (interaction-based, constraint-based, mechanism-based).
Ven 10 Ottobre V7 10.30 12.30 Identificazione della struttura del sistema per la definizione di un modello: componenti, interazioni, parametri. Metodi computazionali e software per la simulazione e l'analisi di sistemi biologici. SMBL, SBGN. Metodi di controllo e di progettazione.
Mer 15 Ottobre V7 10.30 12.30 Introduzione ai metodi computazionali per l’analisi di reti biologiche a larga scala. Elementi di teoria dei grafi. Nozioni di degree distribution, clustering coefficient. Grafi bipartiti.
Ven 17 Ottobre V7 10.30 12.30 Le reti booleane: modelli dinamici di reti di regolazione genica (lezione tenuta da Chiara Damiani).
Mer 22 Ottobre V7 10.30 12.30 Flux balance analysis (lezione tenuta da Riccardo Colombo).
Ven 31 Ottobre V7 10.30 12.30 Analisi topologica di reti biologiche a larga scala: topologie random, scale-free, gerarchica. Preferential attachment, modularità. Il concetto di robustezza strutturale di una rete.
Mer 5 Novembre V7 10.30 12.30 Approccio di modellazione bottom-up. Modelli reaction-based. Approccio deterministico. Definizione di sistemi di equazioni differenziali ordinarie; approssimazioni ed esempi.
Ven 7 Novembre V7 10.30 12.30 Modellazione deterministica: i metodi di integrazione numerica di Eulero e Runge-Kutta. Approccio stocastico: basi fisiche.
Mer 12 Novembre V7 10.30 12.30 Il concetto di rumore biologico: rumore intrinseco ed estrinseco. Effetti del rumore biologico: fenomeni di switching e bistabilità (il modello di Schlogl). Modellazione stocastica: ipotesi fondamentale e CME.
Ven 14 Novembre V7 10.30 12.30 L'algoritmo di simulazione stocastica di Gillespie (lezione tenuta da Marco S. Nobile).
Mer 19 Novembre V7 10.30 12.30 Modellazione e analisi computazionale del percorso di trasduzione del segnale Ras/cAMP/PKA in S. cerevisiae. Parameter sweep analysis.
Ven 21 Novembre V7 10.30 12.30 Stima di parametri in sistemi biochimici: metodi di ricerca locale e globale. Particle Swarm Optimization (lezione tenuta da Marco S. Nobile).
Mer 26 Novembre V7 10.30 12.30 Sensitivity analysis di sistemi biologici: metodi locali e globali (lezione tenuta da Chiara Damiani).
Mer 3 Dicembre V7 10.30 12.30 La misurazione dei dati: precisione, ampiezza, sistematicità. Discussione e confronto fra metodi di parameter sweep analysis, stima di parametri, sensitivity analysis. GPU computing in Systems Biology.
Ven 5 Dicembre V7 9.30 12.30 Synthetic Biology e Systems Biology. Repressilator: progettazione e implementazione di un oscillatore biologico sintetico. Lavoro di gruppo in aula: modellazione reaction-based del Repressilator.
Mer 10 Dicembre V7 10.30 12.30 Discussione e confronto dei modelli definiti in aula per il Repressilator. Il concetto di robustezza dei sistemi biologici.
Ven 12 Dicembre 101 10.30 12.30 Robustezza e parametri. Principi organizzativi: meccanismi di controllo, meccanismi fail-safe, modularità. Robustezza ed evoluzione: il concetto di architettura bow-tie.
Mer 17 Dicembre V7 10.30 12.30 Il cancro come sistema robusto: eterogeneità, feedback, strategie antitumorali.
Mer 17 Dicembre Aula di calcolo 15.30 17.30 Cytoscape (lezione tenuta da Riccardo Colombo).
Ven 19 Dicembre V7 10.30 12.30 Metodi di analisi per sistemi biologici: cenni di teoria delle biforcazioni.
Lun 12 Gennaio Aula di calcolo 15.30 17.30 Modellazione constraint-based di reti metaboliche - COBRA toolbox di MATLAB (lezione tenuta da Chiara Damiani).
Mar 13 Gennaio Aula di calcolo 15.30 17.30 Copasi (lezione tenuta da Riccardo Colombo).
Mer 14 Gennaio Aula di calcolo 15.30 17.30 Copasi (lezione tenuta da Marco S. Nobile).