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INSTITUT FÜR MEDIZINISCHE INFORMATIK, STATISTIK UND EPIDEMIOLOGIE English Website

Seminar Modelle in Medizin und Biologie

Informationen zum Seminar

Dozent Prof. Dr. Ingo Röder, Prof. Dr. Markus Löffler
Termin Dienstags, 15:15 - 16:45
Start 09.10.2007
Raum IMISE, Härtelstr. 16-18, Raum 110

Hinweise zum Umfang der Vorträge

Alle Themen beinhalten eine ca. 30 minütige Präsentation (inklusive ca. 10 Minuten Diskussion) zu einem der zur Auswahl bereitgestellten Artikel. Im Zentrum dabei soll die Darstellung des biologischen Hintergrundes, der angewandten mathematischen Methoden und der Resultate dieser Arbeiten stehen.

Neben dem Vortrag ist eine schriftliche Ausarbeitung zum Thema Voraussetzung für die Erlangung des Seminarscheines. Die Ausarbeitung sollte neben der zusammenfassenden Darstellung des Vortragsinhaltes (siehe oben) auch einige eigenständig erarbeitete Einsichten und Ergebnisse enthalten. Hierbei kann es sich, je nach Themenstellung, um Simulationsresultate einer selbst programmierten Version des vorgestellten Modells (z.B. Test anderer Parameterkonfigurationen) oder auch die Vorstellung einer eigenen Modell-Version für das referierte Problem handeln. Die Ausarbeitung muss bis zum Beginn des Sommersemesters vorliegen.

Seminarthemen

Themenkomplex 1: Regulatorische Netzwerke

  • Thema 1:
    Oscillatory dynamics arising from competitive inhibition and multisite phosphorylation
    Vijay Chickarmane, Boris N. Kholodenko, Herbert M. Sauro (2207) J. Theor. Biol. 244:68
    PDF Paper (312 kB)
    Inhalt:
    Beschreibung von Oszillationen der Proteinlevel in eukaryoten Signalwegen.
    Methoden:
    Gewöhnliche Differentialgleichungen
    Betreuer:
    Dr. Nicole Radde
    Student:
    nicht gewählt
  • Thema 2:
    A synthetic oscillatory network of transcriptional regulators
    M Elowitz, S Leibler (2000), Nature 403
    PDF Paper (728 kB)
    Inhalt:
    Modellierung des oszillierenden Verhaltens regulatorischer Netzwerke
    Methoden:
    Gewöhnliche Differentialgleichungen
    Betreuer:
    Dr. Nicole Radde
    Student:
    nicht gewählt
  • Thema 3:
    Gene regulation by micro RNA : A simple modeling approach
    Erel Levine, Eshel Ben Jacob, and Herbert Levine (2007) Biophysical Journal-Biophysical Letters doi:10.1529/biophysj.107.118448
    PDF Paper (229 kB)
    Inhalt:
    Modellierung mögliche Prinzipien der Wirkung von Micro(mi)RNAs
    Methoden:
    Gewöhnliche Differentialgleichungen
    Betreuer:
    Dr. Hans Binder
    (Herr Dr. Binder ist erst ab Anfang Dezember wieder im Haus; Zwischenzeitlich ist er aber auch per eMail erreichbar. Der Vortrag zu diesem Thema wird erst Ende Januar fällig.)
    Student:
    Daniel Exner
    Datum
    22.01.2008
  • Thema 4:
    Transcriptional control networks of cell differentiation: insights from helper T lymphocytes
    Luca Mariani, Max L.ohning, Andreas Radbruch, Thomas Höfer (2004), Biophysics & Molecular Biology 86:45
    PDF Paper (680 kB)
    Inhalt:
    Mathematische Modellierung einfacher Genregulationsnetzwerke am Beispiel der Differenzierung von T-Zellen
    Methoden:
    Gewöhnliche Differentialgleichungen, Bifurkationsanalyse
    Betreuer:
    Dr. Ingmar Glauche
    Student:
    Andre Götze
    Datum
    22.01.2008
  • Thema 5:
    A Model of large-scale proteom evolution
    Ricard V. Sole, Romualdo Pastor-Satorras, Eric Smith and Thomas B. Kepler (2002), Advances in Complex Systems 5: 43
    PDF Paper (269 kB)
    Inhalt:
    Modellierung der Evolutionsdynamik intra-zellulärer Protein-Netzwerke
    Methoden:
    einfache Methoden der Graphentheorie
    Betreuer:
    Dr. Ingmar Glauche
    Student:
    nicht gewählt
  • Thema 6:
    Multilineage transcriptional priming and determination of alternate hematopoietic cell fates.
    Laslo P, Spooner CJ, Warmflash A, Lancki DW, Lee HJ, Sciammas R, Gantner BN, Dinner AR and Singh H (2006), Cell 126(4):755-766 und Supplement Material
    PDF Paper (788 kB), PDF Paper (659 kB)
    Inhalt:
    Vergleich verschiedener Mathematisches Modelle eines Genregulationsnetzwerkes im Rahmen der hämatopoetischen Stammzelldifferenzierung
    Methoden:
    Gewöhnliche Differentialgleichungen, Bifurkationsanalyse
    Betreuer:
    Dr. Ingmar Glauche
    Student:
    nicht gewählt
  • Thema 7:
    Bifurcation dynamics in lineage-commitment in bipotent progenitor cells.
    Huang S, Guo YP, May G, Enver T (2007), Dev Biol. 305(2):695-713.
    PDF Paper (1,2 MB)
    Inhalt:
    Mathematisches Modelle eines Genregulationsnetzwerkes im Rahmen der hämatopoetischen Stammzelldifferenzierung
    Methoden:
    Gewöhnliche Differentialgleichungen, Bifurkationsanalyse
    Betreuer:
    Dr. Ingmar Glauche
    Bemerkung:
    Thema 7 und 8 könnten auch als gemeinsames Thema (d.h. gemeinsam von zwei Studenten als Vergleich der beiden Publikationen bearbeitet werden)
    Student:
    nicht gewählt
  • Thema 8:
    Towards an understanding of lineage specification in hematopoietic stem cells: a mathematical model for the interaction of transcription factors GATA-1 and PU.1.
    Roeder I, Glauche I (2006), J Theor Biol. 241(4):852-65.
    PDF Paper (396 kB)
    Inhalt:
    Mathematisches Modelle eines Genregulationsnetzwerkes im Rahmen der hämatopoetischen Stammzelldifferenzierung
    Methoden:
    Gewöhnliche Differentialgleichungen, Bifurkationsanalyse
    Betreuer:
    Dr. Ingmar Glauche / Prof. Dr. Ingo Röder
    Bemerkung:
    Thema 7 und 8 könnten auch als gemeinsames Thema (d.h. gemeinsam von zwei Studenten als Vergleich der beiden Publikationen bearbeitet werden)
    Student:
    nicht gewählt
  • Thema 9:
    A theoretical framework for specificity in cell signaling
    Natalia L Komarova, Xiufen Zou, Qing Nie and Lee Bardwell (2005), Molecular Systems Biology doi:10.1038/msb4100031
    PDF Paper (168 kB)
    Inhalt:
    Analyse des Einflusses von Kopplungen mehrere zellulärer Signalwege auf die Dynamik des Signalflusses
    Methoden:
    Gewöhnliche Differentialgleichungen
    Betreuer:
    Dr. Nicole Radde
    Student:
    Carsten Stupp
    Datum:
    08.01.2008
  • Thema 10:
    Hysteresis in a synthetic mammalian gene network
    Beat P. Kramer and Martin Fussenegger(2005), Proc. Natl. Acad. Sci. 102(27):9517
    PDF Paper (411 kB)
    Inhalt:
    Untersuchung der dynamischen Eigenschaften von synthetischen (d.h. biotechnologisch konstruierten) Regulationsnetzwerken
    Methoden:
    Gewöhnliche Differentialgleichungen, Bifurkationsanalyse
    Betreuer:
    Prof. Dr. Ingo Röder
    Student:
    nicht gewählt
  • Thema 11:
    Stochasticity in gene expression: from theories to phenotypes.
    Kaern M, Elston TC, Blake WJ, Collins JJ. (2005) Nat Rev Genet. 6(6):451-64.
    PDF Paper (530 kB)
    Inhalt:
    Summary on theoretical approaches to describe stochasticity in cell biology.
    Methoden:
    Gewöhnliche Differentialgleichungen und stochastische Methoden
    Betreuer:
    Dr. Jörg Galle / Dr. Matrin Hoffmann
    Student:
    nicht gewählt

Themankomplex 2: Zelluläre Interaktion

  • Thema 12:
    The origin of phenotypic heterogeneity in a clonal cell population in vitro.
    Stockholm D, Benchaouir R, Picot J, Rameau P, Neildez TM, Landini G, Laplace-Builhe C, Paldi A. (2007) PLoS ONE. 2(4):e394.
    PDF Paper (1,6 MB)
    Inhalt:
    Individual cell-based model to analyse the extrinsic and intrinsic mechanisms of phenotypic differentiation.
    Methoden:
    Einzelzellbasiertes Modell (Agent-based model)
    Betreuer:
    Dr. Jörg Galle / Dr. Matrin Hoffmann
    Student:
    Martin Horn
    Datum
    08.01.2008
  • Thema 13:
    Simulating properties of in vitro epithelial cell morphogenesis.
    Grant MR, Mostov KE, Tlsty TD, Hunt CA. (2006) PLoS Comput Biol. 2(10):e129.
    PDF Paper (683 kB)
    Inhalt:
    Individual cell-based model to analyse in vitro epithelial cell morphogenesis.
    Methoden:
    Einzelzellbasiertes Modell (Agent-based model)
    Betreuer:
    Dr. Jörg Galle / Dr. Matrin Hoffmann
    Student:
    nicht gewählt
  • Thema 14:
    Moving forward moving backward: directional sorting of chemotactic cells due to size and adhesion differences.
    Kafer J, Hogeweg P, Maree AF. (2006) PLoS Comput Biol.2(6):e56.
    PDF Paper (442 kB)
    Inhalt:
    Cellular Potts Model of cell sorting
    Methoden:
    Einzelzellbasiertes (Potts) Modell
    Betreuer:
    Dr. Jörg Galle / Dr. Martin Hoffmann
    Student:
    nicht gewählt

Themankomplex 3: Krankheitsmodelle

  • Thema 15:
    (A)symmetric stem cell replication and cancer
    D. Dingli, A. Traulsen, F. Michor (2007), PLoS Computational Biology. 3(3)
    PDF Paper (322 kB)
    Inhalt:
    Modellierung der Expansion sogenannter Tumorstammzellen.
    Methoden:
    Stochatisches Modell
    Betreuer:
    Matthias Horn
    (Herr Horn ist erst ab Anfang Dezember wieder im Haus; Aus diesem Grund wird der Vortrag zu diesem Thema erst Ende Januar fällig.)
    Student:
    Maxin Düster
    Datum
    29.01.2008
  • Thema 16:
    Can loss of apoptosis protect against cancer?
    D. Wodarz, N. Komarov (2007), Trends in Genetics. 23(5)
    PDF Paper (495 kB)
    Inhalt:
    Untersuchung von Apoptose (programmierter Zelltod) im Rahmen der Krebsentstehung.
    Methoden:
    Gewöhnliche Differentialgleichungen
    Betreuer:
    Matthias Horn
    (Herr Horn ist erst ab Anfang Dezember wieder im Haus; Aus diesem Grund wird der Vortrag zu diesem Thema erst Ende Januar fällig.)
    Student:
    Stefan Veit
    Datum
    29.01.2008
  • Thema 17:
    Effect of Cellular Quiescence on the Success of Targeted CML Therapy
    Natalia L. Komarova Dominik Wodarz (2007) PLoS ONE 2(10): e990. doi:10.1371/journal.pone.0000990
    PDF Paper (286 kB)
    Inhalt:
    Theoretische Betrachtungen zum Einfluss der Zellzyklusaktivität von (luekämischen) Stammzellen auf den Behandlungs von Patienten mir chronisch myeloischer Leukämie (CML)
    Methoden:
    Gewöhnliche Differentialgleichungen
    Betreuer:
    Prof. Dr. Ingo Röder
    Student:
    Anne Nitsche
    Datum
    15.01.2008
  • Thema 18:
    A mathematical model of the treatment and survival of patients with high-grade brain tumours
    Kirkby NF, Jefferies SJ, Jena R, Burnet NG.J Theor Biol. (2007) 245(1):112-24.
    PDF Paper (432 kB)
    Inhalt:
    Anwendung eines Modells zur Beschreibung und Vorhersage des Turmorwachstums bei Patienten mit Glioblastom.
    Methoden:
    Gewöhnliche Differentialgleichungen
    Betreuer:
    Prof. Dr. Markus Löffler
    Student:
    Martin Althuizes
    Datum
    15.01.2008
  • Thema 19:
    Mathematical modeling of cell population dynamics in the colonic crypt and in colorectal cancer.
    Johnston MD, Edwards CM, Bodmer WF, Maini PK, Chapman SJ (2007) Proc Natl Acad Sci U S A. 104(10):4008-13
    PDF Paper (325 kB)
    Inhalt:
    Formulierung und Anwendung eines Kontinuum-Modells zur Beschreibung von Kolorektalkarzinomen.
    Methoden:
    Gewöhnliche (und partielle) Differentialgleichungen
    Betreuer:
    Prof. Dr. Markus Löffler
    Student:
    nicht gewählt
Letzte Änderung: 27.02.2009Redakteur:
Prof. Dr. Ingo Röder