Published January 7, 2021
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Qualitative modeling, analysis, and control of synthetic regulatory circuits
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Others:
- Biological control of artificial ecosystems (BIOCORE) ; Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM) ; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV) ; Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV) ; Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement (INRAE)
- Modeling, simulation, measurement, and control of bacterial regulatory networks (IBIS) ; Laboratoire Adaptation et pathogénie des micro-organismes [Grenoble] (LAPM) ; Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes ; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut Jean Roget
- Analyse, ingénierie et contrôle des micro-organismes (MICROCOSME) ; Inria Grenoble - Rhône-Alpes ; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Grenoble Alpes (UGA)
- Filippo Menolascina
- ANR-17-CE40-0024,Maximic,Contrôle optimal de cellules microbiennes - stratégies naturelles et synthétiques(2017)
- ANR-16-CE33-0016,ICycle,Interconnexion et contrôle de deux oscillateurs biologiques dans des cellules mammaliennes(2016)
Description
Qualitative modeling approaches are promising and still underexploited tools for the analysis and design of synthetic circuits. They can make predictions of circuit behavior in the absence of precise, quantitative information. Moreover, they provide direct insight into the relation between the feedback structure and the dynamical properties of a network. We review qualitative modeling approaches by focusing on two specific formalisms, Boolean networks and piecewise-linear differential equations, and illustrate their application by means of three well-known synthetic circuits. We describe various methods for the analysis of state transition graphs, discrete representations of the network dynamics that are generated in both modeling frameworks. We also briefly present the problem of controlling synthetic circuits, an emerging topic that could profit from the capacity of qualitative modeling approaches to rapidly scan a space of design alternatives.
Abstract
International audienceAdditional details
Identifiers
- URL
- https://hal.inria.fr/hal-03094873
- URN
- urn:oai:HAL:hal-03094873v1
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- UNICA