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In diesem Kurs gibt es 5 Module
This course gives an introduction to how to create genetic circuit models. These models leverage chemical reactions represented using the Systems Biology Markup Language (SBML). The second module introduces methods to simulate these models using ordinary differential equation (ODE) methods. The third module teach stochastic simulation methods. The fourth module introduces several variations of the stochastic simulation algorithm. Finally, the fifth module introduces genetic technology method that leverage computational analysis for selecting parts and verifying their performance.
This course can also be taken for academic credit as ECEA 5935, part of CU Boulder’s Master of Science in Electrical Engineering.
This week will describe the basics of modeling biological systems using chemical reactions, how these models can be represented using the Systems Biology Markup Language (SBML) standard, and how these models can be constructed using software tools such as iBioSim.
Das ist alles enthalten
23 Videos9 Lektüren2 Aufgaben1 peer review
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23 Videos•Insgesamt 156 Minuten
Chemical Reaction Models•8 Minuten
Laws of Thermodynamics•9 Minuten
Law of Mass Action•11 Minuten
Genetic Circuit Models•14 Minuten
System Biology Markup Language•12 Minuten
Overview•10 Minuten
Project Management •5 Minuten
Creating a Model•4 Minuten
Species•7 Minuten
Promoters•5 Minuten
Compartments •1 Minute
Modules•7 Minuten
Events•14 Minuten
Event Examples•15 Minuten
Unit Definitions •3 Minuten
Model Editor•3 Minuten
Constraints, Parameters, and Variables•2 Minuten
Reactions•7 Minuten
SBML Mathematical Formulas•7 Minuten
iBioSim Functions•4 Minuten
Rules•4 Minuten
Constraints •1 Minute
Model Editor Preferences•3 Minuten
9 Lektüren•Insgesamt 141 Minuten
Course Updates and Accessibility Support•1 Minute
Non-Credit Students: Welcome and Where to Find Help•10 Minuten
SBML Level 3: An Extensible Format for the Exchange and Reuse of Biological Models•25 Minuten
iBioSim 3: A Tool for Model-Based Genetic Circuit Design•25 Minuten
iBioSim Tutorial•45 Minuten
iBioSim Demo Video•5 Minuten
2 Aufgaben•Insgesamt 25 Minuten
Chemical Reaction Model Basics•10 Minuten
Genetic Circuit Models Using SMBL•15 Minuten
1 peer review•Insgesamt 60 Minuten
Genetic Toggle Switch Model•60 Minuten
Genetic Circuit Analysis (ODEs)
Modul 2•4 Stunden abzuschließen
Moduldetails
This module will introduce the theory and methods for the analysis of genetic circuit models using ordinary differential equations (ODEs). In particular, it will describe the classical chemical kinetic model, numerical methods for ODE simulation of these models, and techniques to analyze these ODE models qualitatively.
Engineering Genetic Circuits Chapter 3 (Sections 3.3 and 3.4)•15 Minuten
3 Aufgaben•Insgesamt 60 Minuten
Chemical Kinetic Models•15 Minuten
ODE Simulation Methods•30 Minuten
Qualitative ODE Analysis•15 Minuten
1 peer review•Insgesamt 60 Minuten
ODE Simulation Using iBioSim•60 Minuten
Stochastic Analysis
Modul 3•6 Stunden abzuschließen
Moduldetails
This module will introduce stochastic analysis methods for genetic circuits. In particular, it will introduce the stochastic chemical kinetics model, Gillespie's Stochastic Simulation Algorithm (SSA) to analyze these models, and various alternative stochastic analysis methods. Finally, the module will conclude with some additional topics: the Chemical Langevin Equation, stochastic Petri nets, the phage lambda model, and spatial Gillespie methods.
Das ist alles enthalten
20 Videos4 Lektüren4 Aufgaben1 peer review
Infos zu Modulinhalt anzeigen
20 Videos•Insgesamt 155 Minuten
Introduction•6 Minuten
Stochastic Chemical Kinetic Model•9 Minuten
Biomolecular Reaction Channel•14 Minuten
Monomolecular Reactions•1 Minute
Trimolecular Reactions•6 Minuten
Jump Markov Processes•9 Minuten
Introduction•2 Minuten
Derivation of Gillespie's Stochastic Simulation Algorithm•9 Minuten
This module presents several variations on the SSA algorithm to solve particular analysis problems. In particular, the hierarchical SSA (hSSA) methods enable the analysis of large models, the weighted SSA (wSSA) methods allow for the analysis of rare events, and the incremental SSA (iSSA) methods enable the determination of typical behaviors.
Das ist alles enthalten
18 Videos4 Lektüren3 Aufgaben
Infos zu Modulinhalt anzeigen
18 Videos•Insgesamt 79 Minuten
Population-Based Models•4 Minuten
The Hierarchical Stochastic Simulation Algorithm•6 Minuten
Hierarchical Simulation Example•11 Minuten
Runtime Comparison between hSSA and SSA•3 Minuten
Array Package for Tracking Cellular Populations•7 Minuten
Population of Repressilator Circuits Using Arrays•2 Minuten
Population of Genetic Toggle Circuits Using Arrays•6 Minuten
Motivation and Background•5 Minuten
Important Sampling•3 Minuten
Underlying Mathematics of the wSSA•7 Minuten
The weighted stochastic simulation algorithm •3 Minuten
Hierarchical Stochastic Simulation Algorithm for SBML Models of Genetic Circuits•35 Minuten
Efficient Analysis of Systems Biology Markup Language Models of Cellular Populations using Arrays•30 Minuten
An Efficient and Exact Stochastic Simulation Method to Analyze Rare Events in Biochemical Systems•30 Minuten
An Incremental Stochastic Simulation Algorithm for Genetic Circuits•30 Minuten
3 Aufgaben•Insgesamt 35 Minuten
Hierarchical SSA (hSSA)•10 Minuten
Weighted SSA (wSSA)•15 Minuten
Incremental SSA (iSSA)•10 Minuten
Genetic Circuit Technology Mapping
Modul 5•5 Stunden abzuschließen
Moduldetails
This module presents various ways that modeling can be utilized in genetic circuit design to select parts for optimal performance.
Das ist alles enthalten
21 Videos4 Lektüren4 Aufgaben
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21 Videos•Insgesamt 103 Minuten
Introduction•3 Minuten
Crosstalk•1 Minute
Signal Mismatch•4 Minuten
Roadblocking•8 Minuten
Genetic Context Effects•3 Minuten
Automation and Computer Aided Design•4 Minuten
Library Creation•12 Minuten
Existing Technology Mapping•2 Minuten
Overview of Cello•6 Minuten
Genetic Gate Assignment•6 Minuten
Impact of Gate Isolation and Gate and Gate Library•3 Minuten
Cello Circuit Examples•6 Minuten
Analysis of Circuit Failures•8 Minuten
Overview of iBioSim's Technology Mapping•2 Minuten
DAG Representation•2 Minuten
Partitioning and Decomposition•3 Minuten
Matching and Covering•8 Minuten
Technology Mapping's Cost•3 Minuten
Model Generation•4 Minuten
Rule 30 Example•3 Minuten
Sequential Genetic Circuits•10 Minuten
4 Lektüren•Insgesamt 120 Minuten
Technology Mapping of Genetic Circuits: From Optimal to Fast Solutions•30 Minuten
Genetic Circuit Design Automation•30 Minuten
Directed Acyclic Graph-Based Technology Mapping of Genetic Circuit Models•30 Minuten
Design of Asynchronous Genetic Circuits•30 Minuten
4 Aufgaben•Insgesamt 50 Minuten
Introduction to Genetic Technology Mapping•15 Minuten
Cello's Technology Mapping•15 Minuten
iBioSim's Technology Mapping•10 Minuten
Verification of Genetic Circuit Designs•10 Minuten
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Dieses Kurs ist Teil des/der folgenden Studiengangs/Studiengänge, die von University of Colorado Boulderangeboten werden. Wenn Sie zugelassen werden und sich immatrikulieren, können Ihre abgeschlossenen Kurse auf Ihren Studienabschluss angerechnet werden und Ihre Fortschritte können mit Ihnen übertragen werden.¹
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¹Erfolgreiche Bewerbung und Einschreibung sind erforderlich. Es gelten die Zulassungsbedingungen. Jede Einrichtung legt die Anzahl der Credits fest, die durch die Absolvierung dieser Inhalte anerkannt werden und auf die Abschlussanforderungen angerechnet werden können, wobei bereits vorhandene Credits berücksichtigt werden. Klicken Sie auf einen bestimmten Kurs, um weitere Informationen zu erhalten.
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Is financial aid available?
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