A software for modeling uncertain reaction networks
- Reference number
- ITM24-0470
- Project leader
- Eriksson, Olivia
- Start and end dates
- 260101-281231
- Amount granted
- 9 984 525 SEK
- Administrative organization
- KTH - Royal Institute of Technology
- Research area
- Life Sciences
Summary
Many naturally occurring phenomena are modeled as networks of reactions, from signaling cascades within the cell, to the spread of disease in a population. The inference of such dynamical networks is essential to understand and manipulate processes within different fields like cellular biology, infectious disease and drug discovery. The complexity of these systems together with difficulties in data acquisition, put large demands on the software tools required to model them. The perfect tool would include integrated modules for: FAIR handling of data and models, efficiently simulating nonlinear systems with many entities, Bayesian uncertainty quantification, global sensitivity analysis, and integrated dynamical graph visualization. All in a format that can be used by applied researchers. Up to date there is no such software, even though several of the building block exists, many developed by the applicants but also other groups. The applicants of this project are from different disciplines within academia and industry with a long experience of working with these questions from different points of view. They have a vision and plan on how to integrate existing prototype modules into a coherent, user-friendly software that can be run interactively on compute clusters by non-experts within industry and academia. Such a tool would enable the study, and possible manipulation, of emerging mechanisms in complex systems within important application areas.
Popular science description
Många naturliga processer kan ses som nätverk av reaktioner, från biokemiska mekanismer i nervceller till spridning av sjukdomar i en befolkning. För att kunna förstå och påverka i dessa system krävs avancerade metoder för att analysera och modellera dem. Detta är viktigt inom cellbiologi, infektionssjukdomar och läkemedelsutveckling. Men att studera sådana nätverk är en stor utmaning på grund av deras komplexitet och eftersom det är ofta svårt att samla in data. Därför behövs mjukvaruverktyg som kan analysera och modellera dessa nätverk och visualisera resultaten på ett effektivt och användarvänligt sätt. Med detta forskningsprogram vill vi utveckla ett sådant mjukvaruverktyg. Målet är att skapa ett användarvänligt verktyg som kan användas även av forskare från industri och akademi utan expertkunskap inom programmering. Med sådant verktyg skulle vi kunna få nya insikter i hur komplexa system fungerar och hitta sätt att påverka dem, som är viktigt inom flera viktiga forskningsområden.