本文關(guān)鍵詞：基于仿真的合成基因振蕩器特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：合成生物學(xué)是近年來興起的多學(xué)科交叉研究領(lǐng)域,其中合成基因振蕩器以其在生物網(wǎng)絡(luò)中的基礎(chǔ)性和重要性以及結(jié)構(gòu)的簡單性成為合成生物學(xué)研究中的熱點(diǎn)方向之一,在理論研究和生物實(shí)現(xiàn)方面均已獲得許多重要的研究成果。然而,由于復(fù)雜振蕩器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多樣性以及振蕩特性的多變性,對由基本振蕩器擴(kuò)展而成的復(fù)雜振蕩器網(wǎng)絡(luò)特性的研究卻是比較貧乏。實(shí)際的生物網(wǎng)絡(luò)是龐大且復(fù)雜的,實(shí)際生物體內(nèi)振蕩器網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模也是相對較大的,現(xiàn)存的對規(guī)模較小的基本振蕩器的研究不能滿足合成復(fù)雜生物網(wǎng)絡(luò)的要求,因此,復(fù)雜振蕩網(wǎng)絡(luò)的研究對于實(shí)際的合成生物應(yīng)用具有重要意義。本文主要工作是在基本振蕩器的基礎(chǔ)上,研究基本振蕩器經(jīng)過三種方式：耦合機(jī)制、結(jié)構(gòu)線性擴(kuò)展和結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展而形成的復(fù)雜振蕩器的特性。本文主要的研究內(nèi)容及成果如下：1.針對基本repressilator振蕩器通過耦合機(jī)制形成的復(fù)雜振蕩器,研究基本repressilator振蕩器周期特性及耦合強(qiáng)度對耦合振蕩器同步過渡過程時(shí)間特性的影響。結(jié)果表明：在線性耦合作用下,耦合強(qiáng)度的增加會減小同步過渡過程所需時(shí)間和周期個(gè)數(shù)；非對稱性的耦合強(qiáng)度值對同步過渡過程時(shí)間特性的影響取決于較大的耦合強(qiáng)度值；對于周期較大的基本振蕩器組成的耦合振蕩器,其同步過渡過程所需的周期個(gè)數(shù)較少,所需的時(shí)間變化無明顯規(guī)律。本章的研究可用于在對repressilator振蕩器進(jìn)行耦合設(shè)計(jì)時(shí),對同步過渡過程時(shí)間特性的定向調(diào)整。2.針對基本repressilator振蕩器通過結(jié)構(gòu)線性擴(kuò)展形成的復(fù)雜振蕩器,研究復(fù)雜振蕩器振蕩行為產(chǎn)生對時(shí)延序列結(jié)構(gòu)的要求以及時(shí)延序列值對振蕩特性的影響。結(jié)果表明：對于偶數(shù)擴(kuò)展和奇數(shù)擴(kuò)展的復(fù)雜振蕩器,振蕩行為產(chǎn)生對于時(shí)延序列結(jié)構(gòu)有不同的要求,且時(shí)延序列與振蕩行為之間存在不同的規(guī)律性關(guān)系。本章研究成果可用于振蕩器網(wǎng)絡(luò)對下游網(wǎng)絡(luò)中具有復(fù)雜時(shí)間序列行為的功能網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控。3.針對基本repressilator振蕩器通過結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展形成的復(fù)雜振蕩器,研究不同的多輸入結(jié)構(gòu)形式對復(fù)雜振蕩器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明：在給定周期要求時(shí),通過優(yōu)化算法得到滿足周期要求的使用不同多輸入函數(shù)的復(fù)雜振蕩器,復(fù)雜振蕩器網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)模塊由于多輸入函數(shù)形式的不同而不同且隨給定周期的變化以及網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的變化表現(xiàn)出不同的變化現(xiàn)象。本章的研究有助于對基因振蕩器基本功能結(jié)構(gòu)的了解,為實(shí)際合成基因振蕩器提供一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：基因振蕩器 耦合 時(shí)延 優(yōu)化算法 模體
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN752
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 引言9
• 1.2 合成基因振蕩器研究背景及意義9-11
• 1.3 合成基因振蕩器研究現(xiàn)狀11-19
• 1.3.1 單基因振蕩器研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3.2 耦合基因振蕩器研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3.3 研究現(xiàn)狀總結(jié)18-19
• 1.4 本文的研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)19-21
• 1.4.1 本文主要研究內(nèi)容19
• 1.4.2 本文組織結(jié)構(gòu)19-21
• 第二章 同步過渡過程時(shí)間特性的影響因素分析21-33
• 2.1 引言21-22
• 2.2 雙REPRESSILATOR振蕩器耦合模型22-23
• 2.3 耦合強(qiáng)度對同步過渡過程時(shí)間特性的影響23-29
• 2.3.1 對稱的耦合強(qiáng)度對同步過渡過程時(shí)間特性的影響24-26
• 2.3.2 耦合強(qiáng)度的非對稱性對耦合快慢的影響26-29
• 2.4 基本振蕩器周期對同步過渡過程時(shí)間特性的影響29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-33
• 第三章 時(shí)延序列對振蕩器性能的影響33-55
• 3.1 引言33
• 3.2 環(huán)狀振蕩器時(shí)延模型33-34
• 3.3 環(huán)狀振蕩器時(shí)延分析34-50
• 3.3.1 仿真參數(shù)設(shè)置及相關(guān)定義34-37
• 3.3.2 奇數(shù)環(huán)狀振蕩器37-43
• 3.3.3 偶數(shù)環(huán)狀振蕩器43-50
• 3.4 實(shí)際生物參數(shù)的驗(yàn)證50-51
• 3.5 增益K值的穩(wěn)定性51-52
• 3.6 本章小結(jié)52-55
• 第四章 基于多種多輸入邏輯的振蕩器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)55-73
• 4.1 引言55-56
• 4.2 多輸入結(jié)構(gòu)56-60
• 4.2.1 多輸入結(jié)構(gòu)函數(shù)56-58
• 4.2.2 多輸入函數(shù)動力特性58-60
• 4.3 優(yōu)化算法構(gòu)造振蕩器網(wǎng)絡(luò)60-64
• 4.3.1 模擬退火算法簡介60-61
• 4.3.2 振蕩器模型61-63
• 4.3.3 振蕩器網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過程63-64
• 4.4 仿真過程及結(jié)果分析64-71
• 4.4.1 優(yōu)化過程細(xì)節(jié)64-67
• 4.4.2 周期改變對模體分布影響67-69
• 4.4.3 振蕩器網(wǎng)絡(luò)規(guī)模改變對模體分布影響69-71
• 4.5 本章小結(jié)71-73
• 第五章 總結(jié)與展望73-75
• 5.1 總結(jié)73-74
• 5.2 展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79-81
• 個(gè)人簡歷81-83
• 附錄83-91
• 附錄A 基本生物學(xué)知識介紹83-88
• 附錄B 第三章仿真數(shù)據(jù)88-90
• 附錄C 實(shí)際參數(shù)驗(yàn)證MATLAB主程序90-91

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 肖文海;王穎;元英進(jìn);;化學(xué)品綠色制造核心技術(shù)——合成生物學(xué)[J];化工學(xué)報(bào);2016年01期

2 劉奪;杜瑾;趙廣榮;元英進(jìn);;合成生物學(xué)在醫(yī)藥及能源領(lǐng)域的應(yīng)用[J];化工學(xué)報(bào);2011年09期

  本文關(guān)鍵詞：基于仿真的合成基因振蕩器特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：282121