從流控制角度對(duì)生物網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性的探討.pdf

1、系統(tǒng)生物學(xué)的一個(gè)核心研究?jī)?nèi)容是去了解生物分子之間的相互作用，特別是去認(rèn)識(shí)這些生物網(wǎng)絡(luò)的基本組織原則和動(dòng)力學(xué)表現(xiàn)。近年來(lái)，大量研究表明生物網(wǎng)絡(luò)是可設(shè)計(jì)的，即可以通過(guò)一些可重復(fù)的小的基本生物網(wǎng)絡(luò)組建。雖然一個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)很多小模塊構(gòu)建，但是模塊中真正其決定性作用的似乎只占有少數(shù)，通過(guò)分析這些小的模塊，一個(gè)是可以預(yù)測(cè)何時(shí)突變發(fā)生，另一個(gè)是通過(guò)控制這些核心模塊來(lái)影響生物學(xué)過(guò)程，這對(duì)疾病診斷和治療具有重要意義。另外大量研究表明生物網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)具備很

2、高穩(wěn)健性，即網(wǎng)絡(luò)是被設(shè)計(jì)得高度穩(wěn)健。毫無(wú)疑問(wèn)，生物網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的演化必有其特殊性，如何設(shè)計(jì)出高度穩(wěn)健的生物網(wǎng)絡(luò)和理解動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性背后的結(jié)構(gòu)性因素是一個(gè)核心研究?jī)?nèi)容。
　　酵母細(xì)胞周期網(wǎng)絡(luò)是很好的模式網(wǎng)絡(luò)，主要有四個(gè)細(xì)胞周期 G0/G1、S、G2、M。一個(gè)正常的細(xì)胞周期這四個(gè)過(guò)程缺一不可，不然會(huì)發(fā)生分裂紊亂。通過(guò)研究酵母細(xì)胞周期網(wǎng)絡(luò)，可以考察分裂過(guò)程中各個(gè) RNA、蛋白質(zhì)等的濃度變化，找出哪些缺陷會(huì)導(dǎo)致分裂紊亂，找出哪些功能模塊保證

3、細(xì)胞分裂的穩(wěn)定性，比如哪些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)流起關(guān)鍵作用或者哪些邊起關(guān)鍵作用。事實(shí)上之前大量工作已經(jīng)表明酵母細(xì)胞周期網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)具備很好的穩(wěn)健性，但對(duì)每個(gè)細(xì)胞周期為何穩(wěn)健，卻沒(méi)有一個(gè)很好的理論解釋。另外前人的研究主要側(cè)重于生物網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫再|(zhì)和生物網(wǎng)絡(luò)動(dòng)力學(xué)的穩(wěn)健性單一側(cè)面，對(duì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性相互之間有何關(guān)聯(lián)沒(méi)有一套很好理論。
　　本文嘗試構(gòu)建一套理論從生物網(wǎng)絡(luò)上來(lái)解釋細(xì)胞周期穩(wěn)健性的原因。具體是以芽殖酵母和裂殖酵母細(xì)胞周期網(wǎng)絡(luò)