بررسی موردی حساسیت و توپولوژی گره‌های شبکه‌های بولی کاهش‌یافته

شبکه‌ها‌ی بولی یکی از مدل‌ها برای بررسی رفتارهای دینامیکی پیچیده در سامانه‌های زیستی ‎‏است. تجزیه‌و‌تحلیل جاذب‌های این شبکه‌ها اهمیت زیادی دارد. اما وابستگی نمایی اندازه‌ی گراف انتقال حالت این مدل‌ها با تعداد گره‌های شبکه، مشکلی اساسی برای تحلیل سامانه‌های بزرگ مقیاس است. بنابراین استفاده از روش‌های کاهش شبکه ضروری است، زیرا اندازه‌ی شبکه‌ها کاهش می‌یابد، در حالی‌که خواص دینامیکی حفظ می‌شود‏، اما روش‌های کاهشی مینیمال نیست. در این مقاله ضمن آن‌که دو شبکه‌‌ی زیستی& آبسیزیک اسید& و &سرطان سینه& کاهش داده‌ شده‌است، هم‌چنین تحلیل حساسیت گره‌های شبکه‌های کاهش‌یافته‌ انجام شده‌است. نتایج به‌دست‌آمده بیان‌گر این موضوع است که گره‌های شبکه‌های کاهش‌یافته، مولفه‌های مهمی در دینامیک شبکه‌ی اصلی‌اند. به‌دلیل آن‌که اکثر آن‌ها حساسیت مخالف صفر دارند‏، هم‌چنین گره‌های دارای حساسیت صفر در شبکه‌های کاهش‌یافته، با شرایط خاصی قابل حذف شدند. به عبارت دیگر، با استفاده از روش کاهشی و مفهوم حساسیت، روش پیش‌نهادی ما قادر به اصلاح روش کاهشی سعادتپور است. با استفاده از روش پیش‌نهادی شبکه‌های کاهش‌یافته‌‌ای با تعداد گره‌های کم‌تر به‌دست آوردیم که دینامیک شبکه‌ی اصلی را حفظ می‌کنند و فضای حالت کوچک‌تر ‏دارند. هم‌چنین گره‌های شبکه‌های کاهش‌یافته از دو جهت ساختاری و دینامیکی در شبکه‌های زیستی مهم‌اند.

A case study of the sensitivity and topology of nodes of reduced Boolean networks

Boolean networks are one of the models for studying complex dynamic behaviors in biological systems. The analysis of attractors of these networks is very important .But the exponential dependence of the state transition graph of these models with the number of network nodes is a major problem for largescale systems analysis. Therefore, it is necessary to use network reduction methods. In these methods, the size of the networks is reduced, while the dynamic properties are preserved, but the reduction methods are not minimal. In this paper, while the two biological networks &abscisic acid& and &breast cancer& have been reduced, also the sensitivity analysis of the nodes of the reduced networks has been performed. The results show that reduced network nodes are important components in the main network dynamics because most of them have zero opposite sensitivity. Also, zero sensitivity nodes in reduced networks can be removed under certain conditions, using From the reduction method and the concept of sensitivity, our proposed method is able to modify the Saadatpour reduction method. Using the proposed method, we obtained reduced networks with fewer nodes that maintain the main network dynamics and have a smaller state space. These nodes are also important in both structural and dynamic aspects of biological networks.