從流控制角度對生物網(wǎng)絡(luò)動力學穩(wěn)定性的探討.pdf

1、系統(tǒng)生物學的一個核心研究內(nèi)容是去了解生物分子之間的相互作用，特別是去認識這些生物網(wǎng)絡(luò)的基本組織原則和動力學表現(xiàn)。近年來，大量研究表明生物網(wǎng)絡(luò)是可設(shè)計的，即可以通過一些可重復(fù)的小的基本生物網(wǎng)絡(luò)組建。雖然一個網(wǎng)絡(luò)可以通過很多小模塊構(gòu)建，但是模塊中真正其決定性作用的似乎只占有少數(shù)，通過分析這些小的模塊，一個是可以預(yù)測何時突變發(fā)生，另一個是通過控制這些核心模塊來影響生物學過程，這對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)動力學具備很

2、高穩(wěn)健性，即網(wǎng)絡(luò)是被設(shè)計得高度穩(wěn)健。毫無疑問，生物網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過長期的演化必有其特殊性，如何設(shè)計出高度穩(wěn)健的生物網(wǎng)絡(luò)和理解動力學穩(wěn)定性背后的結(jié)構(gòu)性因素是一個核心研究內(nèi)容。
　　酵母細胞周期網(wǎng)絡(luò)是很好的模式網(wǎng)絡(luò)，主要有四個細胞周期 G0/G1、S、G2、M。一個正常的細胞周期這四個過程缺一不可，不然會發(fā)生分裂紊亂。通過研究酵母細胞周期網(wǎng)絡(luò)，可以考察分裂過程中各個 RNA、蛋白質(zhì)等的濃度變化，找出哪些缺陷會導致分裂紊亂，找出哪些功能模塊保證

3、細胞分裂的穩(wěn)定性，比如哪些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點對網(wǎng)絡(luò)動力學流起關(guān)鍵作用或者哪些邊起關(guān)鍵作用。事實上之前大量工作已經(jīng)表明酵母細胞周期網(wǎng)絡(luò)動力學具備很好的穩(wěn)健性，但對每個細胞周期為何穩(wěn)健，卻沒有一個很好的理論解釋。另外前人的研究主要側(cè)重于生物網(wǎng)絡(luò)拓撲性質(zhì)和生物網(wǎng)絡(luò)動力學的穩(wěn)健性單一側(cè)面，對拓撲結(jié)構(gòu)和動力學穩(wěn)定性相互之間有何關(guān)聯(lián)沒有一套很好理論。
　　本文嘗試構(gòu)建一套理論從生物網(wǎng)絡(luò)上來解釋細胞周期穩(wěn)健性的原因。具體是以芽殖酵母和裂殖酵母細胞周期網(wǎng)絡(luò)