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兩類合成基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的動力學(xué)分析

發(fā)布時間:2021-01-23 22:19
  本文研究了兩類合成基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的動力學(xué)行為:一類以由壓制振動子和基于延遲的松弛振子整合而成的組合振子為核心元件,分析了振子之間參數(shù)的失諧對于系統(tǒng)群體動力學(xué)的影響;另一類以壓制振動子為核心元件,考察了細(xì)胞內(nèi)外信號整合(即組合調(diào)控)對系統(tǒng)群體行為的影響.主要取得了如下成果:(1)研究了參數(shù)失諧對多細(xì)胞通訊系統(tǒng)的多穩(wěn)性和多節(jié)律性的效果.其中,單個系統(tǒng)是組合振子,振子之間通過群體感應(yīng)機(jī)制相互耦合.以最大轉(zhuǎn)錄率為分叉參數(shù),通過分岔分析和數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn):當(dāng)系統(tǒng)由同質(zhì)振子組成到失諧,并且失諧程度逐漸增加時,系統(tǒng)的穩(wěn)定穩(wěn)態(tài)解和穩(wěn)定周期解的特征發(fā)生了顯著的變化:同質(zhì)平衡態(tài)被新的異質(zhì)平衡態(tài)所取代,兩個異質(zhì)平衡態(tài)共存形成雙穩(wěn),同相周期1振動變成擬同相周期1或不對稱周期1振動;穩(wěn)定周期2解的左右兩分支存在區(qū)間縮小,乃至右邊完全消失;失諧增大到一定程度時,出現(xiàn)穩(wěn)定的周期4解,穩(wěn)定穩(wěn)態(tài)解和穩(wěn)定周期解的共存方式也發(fā)生了變化.我們的結(jié)果為理解多細(xì)胞系統(tǒng)的群體行為奠定了基礎(chǔ).(2)研究了細(xì)胞內(nèi)外信號整合對多細(xì)胞通訊系統(tǒng)群體行為的影響.壓制振動子之間通過群體感應(yīng)機(jī)制耦合.以順式調(diào)控輸入函數(shù)中的參數(shù)v為分叉參數(shù),通過數(shù)值模... 

【文章來源】:江西師范大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】:46 頁

【學(xué)位級別】:碩士

【部分圖文】:

兩類合成基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的動力學(xué)分析


圖2.1:組合振子的示意圖??

周期,同相,反相,振子


?期的相位振動,是對稱的反相周期2振動,這是一種反相同步的現(xiàn)象.但是在分??支三上,振動都是松弛型振動(見圖2.3右邊(a)和(b)),在分支四上,當(dāng)aiW逐漸增大??時,振動由松弛振動變成較光滑的振動(見圖2.3右邊(c)和(d)).??<ilAAAAAAAAAA>a;?^MWVVVVV;??1.6?1?1?'?'?1?1?^?'?1?'?'????1950?1960?1970?1980?1990?2000?1950?1960?1970?1980?1990?2000??1??1?1?1?1?1?1?'?'?'?1?1?1??1950?1960?1970?1980?1990?2000?1950?1960?1970?1980?1990?2000??'X/WWVN!’?25^/WWW^/)??1950?1960?1970?1980?1990?2000?1950?1960?1970?1980?1990?2000??25kAAAAAAA;??2.3?'?1?'?1?'?2?'?'?1?1?'?1??1950?1960?1970?1980?1990?2000?1950?1960?1970?1980?1990?2000??t?t??圖2.3:當(dāng)rf12?=?l,?變化時,兩個耦合的組合振子展示的同相周期1振動和反相周期2振??動.左圖是同相周期1振動:(a)?o^1)?=?2.35;?(b)?cePW;?(c)?(d)?右圖是反相??周期2振動:(a)?(b)?(c)?(^)=16.3;?(d)??接下來我們展示參數(shù)失諧

局部放大圖,分叉圖,局部放大,異質(zhì)


?1930?1940?^1950?1960?1970?1980?1990?2000??圖2.5:當(dāng)心2?=0.97,?變化時,兩個耦合的組合振子展示的穩(wěn)定周期1振動和穩(wěn)定周期2振??動和0^=3的周期1振動;(cHejo^Mi?時的周期2振動;??(〇〇^(1)=18.2的周期1振動.??最后,我們說明參數(shù)失諧對于動力學(xué)狀態(tài)共存的影響.通過分叉分析和數(shù)??值模擬,我們發(fā)現(xiàn):參數(shù)失諧也使得動力學(xué)共存的情況發(fā)生了變化.在這里,我??們主要是關(guān)注穩(wěn)定平衡態(tài)(同質(zhì)或異質(zhì))與穩(wěn)定周期解之間的共存.從圖2.2(a)可??見,不存在參數(shù)失諧時,周期解和平衡態(tài)可以呈現(xiàn)以下幾種共存狀態(tài):穩(wěn)定周??期2解可與穩(wěn)定的異質(zhì)平衡態(tài)共存(共存于7/?2與8?1之間),或與穩(wěn)定的同質(zhì)平衡??態(tài)和異質(zhì)平衡態(tài)共存(共存于BP,與/>£>2之間),穩(wěn)定周期1解可與同質(zhì)和異質(zhì)平衡??態(tài)同時共存.參數(shù)存在較小的失諧時,穩(wěn)定周期2解可以和異質(zhì)平衡態(tài)完全共??存;穩(wěn)定周期1解可以和兩個異質(zhì)平衡態(tài)共存,但是其共存的

【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]XPPAUT在系統(tǒng)生物學(xué)中的應(yīng)用[J]. 孔維旺,易奇志.  計算機(jī)與應(yīng)用化學(xué). 2015(08)
[2]系統(tǒng)規(guī)模對群體行為的效果[J]. 易奇志,杜焰,周天壽.  物理學(xué)報. 2013(11)
[3]三類基因振子和它們的基本動力學(xué)[J]. 周天壽,胡長春.  江西師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2008(01)
[4]基于Matlab的非線性動力學(xué)系統(tǒng)分析[J]. 孟艷麗,王素秋,韓晶.  物理實(shí)驗(yàn). 2005(08)

碩士論文
[1]多振子協(xié)調(diào)同步及其應(yīng)用研究[D]. 李琰琰.河南理工大學(xué) 2012



本文編號:2996022

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