复杂网络中的优化问题及其在系统生物学中的应用

项目名称： 复杂网络中的优化问题及其在系统生物学中的应用

项目编号： No.11131009

项目类型： 重点项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 章祥荪

作者单位： 中国科学院数学与系统科学研究院

项目金额： 220万元

中文摘要： 复杂网络是由大量真实复杂系统抽象出来的网络，研究其结构特征对于揭示自然科学、社会科学和信息科学中的一般规律有着基础性的科学意义。本项目针对与复杂网络结构特征相关的一系列优化问题开展研究。具体包括对复杂网络的生成和重建、复杂网络进化和比较、复杂网络中特定模式子网络识别、复杂网络模块或社团结构探测等问题。这些问题的数学模型均归结为运筹学中的组合优化问题、整数规划问题、非线性规划问题和随机优化模型，本项目将对这些大部分属于NP难的问题设计高效的求解算法。特别地，本项目将关注由复杂网络与高通量生物数据结合而产生的以生物分子网络为主要载体的系统生物学，它提供了复杂网络中优化问题的产生背景，同时又是本项目产生的理论成果应用的对象。预期的应用成果包括对海量生物实验数据进行具体分析，发展出新的系统生物学方法和工具，用于理解生物学中的一些重要机理问题和揭示与健康、疾病有关的调控机制。

中文关键词： 复杂网路；最优化方法；系统生物学；社团结构；生物大数据

英文摘要：

英文关键词： Complex networks；Optimization；Systems Biology；Community structure；Biological big data