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  1. Pubblicazioni

UnifiedGreatMod: A new holistic modelling paradigm for studying biological systems on a complete and harmonious scale

Articolo
Data di Pubblicazione:
2025
Abstract:
Motivation Computational models are crucial for addressing critical questions about systems evolution and deciphering system connections. The pivotal feature of making this concept recognizable from the biological and clinical community is the possibility of quickly inspecting the whole system, bearing in mind the different granularity levels of its components. This holistic view of system behaviour expands the evolution study by identifying the heterogeneous behaviours applicable, e.g. to the cancer evolution study.Results To address this aspect, we propose a new modelling paradigm, UnifiedGreatMod, which allows modellers to integrate fine-grained and coarse-grained biological information into a unique model. It enables functional studies by combining the analysis of the system's multi-level stable states with its fluctuating conditions. This approach helps to investigate the functional relationships and dependencies among biological entities. This is achieved, thanks to the hybridization of two analysis approaches that capture a system's different granularity levels. The proposed paradigm was then implemented into the open-source, general modelling framework GreatMod, in which a graphical meta-formalism is exploited to simplify the model creation phase and R languages to define user-defined analysis workflows. The proposal's effectiveness was demonstrated by mechanistically simulating the metabolic output of Escherichia coli under environmental nutrient perturbations and integrating a gene expression dataset. Additionally, the UnifiedGreatMod was used to examine the responses of luminal epithelial cells to Clostridium difficile infection.Availability and implementation GreatMod https://qbioturin.github.io/epimod/, epimod_FBAfunctions https://github.com/qBioTurin/epimod_FBAfunctions, first case study E. coli https://github.com/qBioTurin/Ec_coli_modelling, second case study C. difficile https://github.com/qBioTurin/EpiCell_CDifficile.
Tipologia CRIS:
03A-Articolo su Rivista
Elenco autori:
Aucello R.; Pernice S.; Tortarolo D.; Calogero R.A.; Herrera-Rincon C.; Ronchi G.; Geuna S.; Cordero F.; Lio P.; Beccuti M.
Autori di Ateneo:
BECCUTI Marco
CALOGERO Raffaele Adolfo
CORDERO Francesca
GEUNA Stefano
PERNICE Simone
RONCHI Giulia
TORTAROLO DORA
Link alla scheda completa:
https://iris.unito.it/handle/2318/2065292
Link al Full Text:
https://iris.unito.it/retrieve/handle/2318/2065292/1678137/2025UnifiedGreatmod.pdf
Pubblicato in:
BIOINFORMATICS
Journal
Progetto:
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