Les biologistes sont confrontés à deux questions fondamentales concernant les systèmes vivants. Tout d'abord, si chaque molécule d'une cellule est remplacée au fil du temps, s'agit-il toujours de la même cellule ? Deuxièmement, si chaque cellule d'un organisme est remplacée au fil du temps, s'agit-il toujours du même organisme ? Les technologies à haut débit ont considérablement progressé et nous comprenons les « schémas de câblage » des systèmes vivants. Au cours, vous découvrirez les besoins énergétiques des cellules vivantes pour la biosynthèse, le transport des nutriments et la maintenance des cellules. Découvrez les trois points cardinaux de la bioénergétique, qui soulignent l'importance de l'ATP (adénosine triphosphate) dans la synthèse des biocarburants, la maintenance cellulaire, la motilité microbienne et la resynthèse des macromolécules. Étudiez le processus de formation d'ATP à partir de la chaîne de transport d'électrons (également appelée phosphorylation) et les systèmes par lesquels les cellules surmontent la pénurie d'énergie dans des conditions anaérobies. De même, vous examinez la loi de l'action de masse, ainsi que les modèles d'induction et de répression de la régulation des gènes. Apprenez à faire la distinction entre les annotations unidimensionnelles et bidimensionnelles des séquences du génome : la différence vous aidera à identifier les cadres de lecture ouverts (ORF), les fonctions des produits géniques et les modèles mathématiques (matrice stoechiométrique) pour représenter les interactions entre les composants. Saviez-vous que la mesure des flux métaboliques (c'est-à-dire du phénotype de la cellule) est un problème de biologie des systèmes ? Découvrez comment les ingénieurs du métabolisme adoptent des méthodologies d'ingénierie des systèmes pour identifier l'évolution des fonctions biologiques et les propriétés émergentes des cellules et des communautés à partir de séquences génétiques

Vous découvrirez ensuite le « sens du but » de chaque cellule microbienne, ainsi que les états fonctionnels et les propriétés des réseaux biologiques. Sachez que vous disposez de nombreuses options pour imprimer les documents que vous avez enregistrés dans votre système informatique. À l'instar des options équivalentes pour l'impression d'un document, les nombreuses manières dont une cellule peut exécuter ses différentes fonctions seront décrites. Vous comparez et mettez en contraste les deux types de modèles de réseaux biologiques pour découvrir les forces et les faiblesses des deux approches. Le module sur les réseaux de régulation transcriptionnelle couvrira les trois types de données fondamentaux, les problèmes associés à chaque système de régulation et leur importance dans le comportement cellulaire. Étudiez le processus de reconstruction du réseau et les effets du métabolisme intermédiaire, qui élabore leurs structures régulatrices. De plus, vous apprendrez de nouvelles méthodes qui vous aideront à conceptualiser correctement les quatre niveaux essentiels des fonctions du réseau. Le module sur la reconstruction de modèles métaboliques à l'échelle du génome examine l'annotation du génome, les procédures d'identification des données biochimiques et physiologiques et l'analyse quantitative. Familiarisez-vous avec les étapes de l'annotation du génome et découvrez les nombreuses bases de données dans lesquelles les données du réseau peuvent être conservées et étendues

Enfin, la représentation mathématique des réseaux reconstruits répond à des questions clés telles que « Quelles sont les caractéristiques des cadres des réactions chimiques dans les réseaux remodelés ? » et « Que dit la formulation mathématique sur l'état des réseaux biologiques et chimiques ? ». Discernez les caractéristiques de base de la matrice stoechiométrique et son interconnexion avec les coefficients stoechiométriques. Vous découvrirez également les limites des réseaux, les cartes des réseaux et comment utiliser les données multi-omiques via la biotransformation pour générer des informations à partir de la base de données. Découvrez comment différencier les systèmes déterminés des systèmes sous-déterminés. Ensuite, les contraintes qui affectent toutes les cellules vivantes, les concepts de l'espace limité de la matrice stoechiométrique, ainsi que les sujets des cycles thermodynamiquement irréalisables seront discutés. En outre, considérez les quatre méthodes d'optimisation pour la reconstruction et l'analyse basées sur les contraintes (COBRA) des réseaux métaboliques. Les systèmes de recherche de couplage de flux, ainsi que les modèles complets d'analyse dynamique du bilan de flux (DFBA) et d'algorithmes de délétion de gènes sont expliqués. Les aspects complexes et hautement techniques de ce cours ont été simplifiés de manière experte pour le rendre plus intéressant et enrichissant pour vous lorsque vous relevez le défi. Inscrivez-vous à ce cours dès aujourd'hui !