bck

收藏本站

表观遗传基因调控网络的非线性随机动力学研究

【摘要】:表观遗传的基因调控是指不改变DNA序列的前提下在转录和转录后水平上对基因表达的控制。在生物系统中各种基因表达产物之间互相作用,形成庞大而又极为复杂的基因调控网络。对基因调控网络尤其是核心网络模体的动力学行为和调控机制的研究已经成为当前系统生物学和生物信息学的热点。生物系统中的调控受到许多随机非线性因素的影响,如生命活动中由于参与生化反应的分子个数非常少而引起的明显涨落,细胞所处的微环境中随机扰动因素,基因调控中信号传递的时滞影响等,因此,在基因调控网络的研究中必须充分考虑非线性随机动力学因素的影响。本文基于非线性随机动力学理论以及数值模拟技术,系统研究了体细胞重编程过程中级联前馈型基因调控模型和肺癌细胞表型转变的双负反馈调控模型,取得的成果如下:(1)本文基于描述体细胞重编程过程的具有与门的级联前馈非线性动力学模型,在外源多能因子连续表达条件下,对细胞内各关键基因表达量的数值模拟结果能与体细胞重编程实验中各多能因子激活的延迟效应吻合;通过敏感性分析发现加强转录调控的作用强度有利于加速多能因子的表达从而加快体细胞重编程的进程。然后利用Langevin理论对具有随机噪声的动力学模型进行分析,逐步解析出三个关键基因X、Y、Z表达量的Fano因子、协方差和敏感率的理论公式。通过数值模拟发现:三个关键基因的表达量的内噪声并没有随着激活率(kS2和kY)的增长而产生显著的变化,关键基因Y表达量的内噪声在kX约为0.25时存在最小值;且三个关键基因表达量的内噪声都主要依赖于其自身的激活率和降解率的变化。当上游转录因子取固定的激活率时,稳态的敏感率随着自激活率(或自降解率)的增长先增大,达到峰值后再降低,而且峰值的大小会随着上游转录因子的激活率的增大而减小。总的来说,这些结果表明级联前馈转录调控通路能用于解释外源因子OSKM诱导的重编程过程的延迟效应和不可逆转变行为;在基因调控模体的级联中上游转录因子的内噪声不能传递到下游转录因子的表达中;稳态值对系统参数变化的敏感率是类似于谐振现象的非单调性变化。在体细胞重编程诱导多能性动力学问题中,我们的结论对于内噪声和敏感率的作用或许能提供一些新的认识。(2)本文建立了一个基于miR200抑制性调控作用下的Lin28和Let7双负反馈动力学模型用来描述肺癌肿瘤细胞干性特征表型转变。首先通过Lin28表达量分岔图找到肿瘤细胞可能具有的三种表型(高干性低分化U态、中等干性中等分化P态和低干性高分化D态),通过参数敏感性分析发现Let7表达量增加和系统自降解率的减小有利于提高P态存在的鲁棒性,而Lin28表达量的减小能增加D态与U态表型转变的不可逆性。通过比较,本文找到肿瘤细胞的五种表型分布与肺癌的四种主要临床分型间可能的关联,并通过对各调控因素(如噪声强度、自调控强度、互抑制强度)影响表型概率分布和表型转变的平均首通时间的研究发现:激活Lin28或抑制Let7将促使细胞表型向高干性的U态转变,反之促使细胞表型向低干性的D态转变;噪声强度的增强使得细胞表型转变更频繁并倾向分布概率更大的表型转变:Lin28自激活调控的时间延迟的增加能增强细胞表型的稳定性,也使得细胞倾向于向Lin28低表达的表型状态转变。最后通过对非小细胞肺癌治疗抗性产生过程的模拟初步探讨了治疗抗性产生的可能机制和克服治疗抗性可采取的对策。本文的模型提供了一种从干性特征角度理解肺癌肿瘤异质性及其表型转变的新见解,或许能为肺癌及其他癌症肿瘤的诊断和治疗提供一点新的思路。

下载App查看全文

(如何获取全文? 欢迎:、、)

支持CAJ、PDF文件格式


【相似文献】
中国期刊全文数据库 前17条
1 谢洪利;蒋海军;;具有变时滞的随机基因调控网络的指数稳定性分析(英文)[J];新疆大学学报(自然科学版);2011年04期
2 易东,杨梦苏,李辉智,黄明辉,王文昌;相关分析在建立基因调控网络中的应用[J];中国卫生统计;2003年03期
3 朱延正;李玉榕;杜民;;基于递归神经网络的基因调控网络稳定性分析[J];系统仿真学报;2012年12期
4 张莉彬;宋凯利;;一种双层基因调控网络的构建方法[J];数字技术与应用;2019年02期
5 崔光照;张勋才;牛云云;;重建基因调控网络[J];生物信息学;2007年03期
6 吕悦;张敏;秦旭东;严佳;;布尔网络到离散时间马尔科夫模型的转换及性质研究——以大鼠干细胞基因调控网络为例[J];华东师范大学学报(自然科学版);2018年01期
7 刘飞;张庭;;贝叶斯方法的基因调控网络在医学领域的应用[J];自动化技术与应用;2018年03期
8 易东,李辉智;基因调控网络研究与数学模型的建立[J];中国现代医学杂志;2003年24期
9 柳伟伟;贺佳;吴骋;虞慧婷;金志超;叶小飞;;微分方程模型在基因调控网络构建中的应用[J];中国卫生统计;2008年01期
10 江舟;钱子刚;;金铁锁活性成分基因调控网络及其产物评价研究进展[J];中国民族民间医药;2014年05期
11 杨维恒;;基因调控网络中的“信息”概念——一种基于语境论的生物学信息认识[J];自然辩证法通讯;2018年05期
12 赵金红;赵金艳;黄勇富;林秀坤;;SRY基因调控网络的研究进展[J];四川畜牧兽医;2010年08期
13 吕朝磊;雷巧灵;张宪宝;王宏宇;郑娆;王耘;;基于基因调控网络的糖肾方治疗糖尿病肾病作用机理解析[J];中华中医药杂志;2018年04期
14 张艳;;部分转移概率缺失的时滞马尔可夫型基因调控网络稳定性分析[J];信息与控制;2015年06期
15 谭左平;徐红林;王士同;堵国成;;基于能量因子的基因调控网络重构[J];食品与生物技术学报;2010年01期
16 ;中国科学家发现决定稻米食用品质的基因调控网络[J];北京农业;2010年02期
17 王锐;陈洪;张彦琦;郭波涛;易东;;信息熵在基因调控网络构建中的应用[J];激光杂志;2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王亚丽;周彤;;大规模基因调控网络因果关系的辨识[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 冯晶;许勇;李娟娟;;非高斯噪声激励下基因调控网络的研究[A];第十四届全国非线性振动暨第十一届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集与会议议程[C];2013年
3 申建伟;;小RNA调控的癌症网络的斑图动力学行为及其产生机制的研究[A];第三届海峡两岸动力学、振动与控制学术会议论文摘要集[C];2013年
4 方琰;;基因调控网络的模拟与再现[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
5 张军霞;张安玲;王颖毅;史振东;兰凤鸣;韩磊;浦佩玉;康春生;;基于文本挖掘识别胶质瘤调控网络的核心信号[A];中国的遗传学研究——遗传学进步推动中国西部经济与社会发展——2011年中国遗传学会大会论文摘要汇编[C];2011年
6 黄英武;郭健;孙之荣;;基于贝叶斯网络和多信息融合的肿瘤基因调控网络分析[A];第九次全国生物物理大会学术会议论文摘要集[C];2002年
7 崔光照;张勋才;曹祥红;;重建转录调控网络[A];中国生物工程学会第四次会员代表大会暨学术讨论会论文摘要集[C];2005年
8 杨仲南;;拟南芥绒毡层发育和功能基因调控网络[A];植物分子生物学与现代农业——全国植物生物学研讨会论文摘要集[C];2010年
9 李凡;;基于整合组学的结核分枝杆菌感染特征性宿主免疫机制研究[A];第九届中国临床微生物学大会暨微生物学与免疫学论坛论文集[C];2018年
10 刘贝;李勇;孟繁疆;芦艳敏;;基因调控网络模型的研究[A];黑龙江省计算机学会2007年学术交流年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 沈健;表观遗传基因调控网络的非线性随机动力学研究[D];华中师范大学;2019年
2 邢林林;基于多基因互作信息的生物网络构建算法研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
3 黄博;基因调控网络中基序的动力学和功能研究[D];南京大学;2016年
4 张远;具有转录和翻译时滞的基因调控网络的振荡动力学研究[D];上海大学;2018年
5 陈龙涛;钙对榛子果实发育影响及钙相关基因调控网络研究[D];内蒙古农业大学;2018年
6 黄小娜;基因调控网络辨识与功能分析[D];西安理工大学;2018年
7 艾对元;几种基因调控网络的比较[D];兰州大学;2008年
8 闫芳;MicroRNA对基因调控网络行为影响的研究[D];上海大学;2013年
9 桂容;前馈型基因调控网络中噪声的传播机制研究[D];华中师范大学;2017年
10 吴海霞;几类动力系统的稳定性研究[D];重庆大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张艺;复杂生命过程中的基因调控网络研究[D];北京交通大学;2019年
2 杨先艳;基于全基因组关联分析的复杂疾病基因调控网络研究[D];重庆邮电大学;2018年
3 王宇;粘液形成菌致垢基因调控网络智能建模方法研究[D];东北电力大学;2019年
4 史书砚;面向癌症基因组学数据的基因调控网络研究[D];西安理工大学;2019年
5 丁亚敏;典型基因调控网络的动力学行为及机制[D];郑州大学;2019年
6 陈薇潞;几类具有混合时滞基因调控网络的状态估计与滤波[D];哈尔滨理工大学;2018年
7 徐峰;结核分枝杆菌H37Rv感染THP-1源性巨噬细胞基因调控网络的构建与分析[D];吉林大学;2018年
8 王月宝;随机基因调控网络模型稳定性研究[D];北方民族大学;2018年
9 孟庆飞;基于多模型融合的基因调控网络建模研究[D];济南大学;2018年
10 何睿杰;基于逻辑关系推断基因调控网络[D];西安电子科技大学;2018年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 通讯员 赵若苹 记者 赵汉斌;[N];科技日报;2019年
2 秦岭;[N];中国知识产权报;2009年
3 任海军;[N];粮油市场报;2009年
4 记者 冯卫东;[N];科技日报;2013年
5 向杰;[N];科技日报;2006年
6 冯卫东;[N];山东科技报;2013年
7 本报记者 马爱平;[N];科技日报;2015年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978


{bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck体育下载}| {bckbet}| {bcksports}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bck官网}| {bck体育下载}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育app}| {bck体育}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育}| {bcksports}| {bck官网}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育}| {bckbet}| {bcksports}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bck体育}| {bckbet}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bcksports}| {bck官网}| {bck}| {bck体育官网}| {bcksports}| {bck体育下载}| {bck体育app}| {bckbet}|
{uc8}| {uc8体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐城}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8老虎机}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8老虎机}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {uc8彩票}| {uc8}| {uc体育}| {UC体育}| {UC8娱乐城}| {uc8}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {uc8}| {uc体育}| {uc8体育}| {UC体育}| {uc8官网}| {uc8老虎机}| {UC8娱乐}| {UC8娱乐城}|