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C Kuttler and A.M Uhrmacher (2006)

Multi-level modeling in Systems Biology by discrete event approaches

IT Themenheft Systems Biology, 48(3):148-153.

en: The creation of models for heterogeneous and complex cellular networks is a central goal of Systems Biology. When modeling a biological network, one may wish to account for certain aspects in detail, while a bird's eye perspective would seem more appropriate for other parts. Multi-level models combine such overview and detail representations. We illustrate multi-level modeling with gene regulation of the Tryptophan operon in E. coli. We review three discrete event modeling formalisms and discuss model design therein: DEVS, STATECHARTS, and stochastic π-CALCULUS. This introductory presentation already reveals some of their respective virtues and shortcomings. de: Eines der wesentlichen Ziele der Systembiologie besteht in der Erzeugung von Modellen heterogener zellulärer Netzwerke. Bei der Modellierung ist es häufig sinnvoll, manche Aspekte im Detail zu betrachten, während für andere eine abstraktere Sichtweise angemessener erscheint. Mehrebenenmodelle unterstützen solche wechselnden Perspektiven. Wir illustrieren Mehrebenenmodellierung in diesem Artikel am Beispiel der genetischen Regulation des Tryptophan-Operons im Bakterium E. coli. Wir führen beispielhaft drei diskret-ereignisbasierte Modellierungssprachen ein, anhand derer wir die Modellierung skizzieren: DEVS, STATECHARTS, und stochastischer π-KALKÜL. Diese einführende Darstellung lässt bereits einige ihrer jeweiligen Stärken und Defizite erkennen.

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