發(fā)布時間：2017-08-02 19:08

  本文關鍵詞：噪聲和延遲協(xié)同對基因網(wǎng)絡中開關切換行為研究

  更多相關文章： 噪聲 時間延遲 概率密度 平均首通時間 隨機共振

【摘要】：本文研究了單基因網(wǎng)絡系統(tǒng)、基因表達中的緊急雙穩(wěn)態(tài)模型和miR-17-92調(diào)控Myc/E2F基因表達系統(tǒng)中關聯(lián)噪聲作用下的時間延遲效應。首先在第二章闡述了與本論文相關的隨機和延遲理論,然后運用小時間延遲近似理論和隨機模擬方法,分析了關聯(lián)噪聲強度和延遲時間對基因網(wǎng)絡系統(tǒng)動力學行為的影響。獲得了如下研究成果：第三章,在單基因網(wǎng)絡中研究了時間延遲(Td,T8,Tg)和關聯(lián)噪聲強度λi(i=d,s,g)的協(xié)同作用分別對基因開關切換過程中概率密度、開關切換時間即平均首通時間的影響。結果表明：(1)關聯(lián)噪聲λi可以使蛋白質(zhì)濃度從高濃度態(tài)轉化到低濃度態(tài),換句話說可以誘導基因開關從閉合狀態(tài)到斷開狀態(tài)的切換。(2)當λi0時,降解過程中的時間延遲τd可以誘導基因開關從斷開狀態(tài)到閉合狀態(tài)轉化,合成過程和全局過程中時間延遲T8,T9卻誘導開關從閉合到斷開態(tài)；當λi0時,τd和τs可以誘導開關從斷開態(tài)切換到閉合態(tài),而此時全局過程中時間延遲卻誘導開關從閉合切換到斷開態(tài)。(3)開關切換的時間也就是兩個態(tài)之間轉化的平均首通時間并在噪聲誘導下出現(xiàn)了極大值(即噪聲增強穩(wěn)定性效應),然而在降解過程時間延遲的影響下這個極大值消失。(4)τd和τs在基因開關切換的過程中對這一現(xiàn)象的影響起著相對的作用,即它們對平均首通時間的影響是相互抵消的。第四章,對基因表達中的緊急雙穩(wěn)態(tài)模型研究表明：(1)隨著乘性噪聲D1,D2和加性噪聲Q1,Q2的增大,SPD的結構從高濃度態(tài)向低濃度態(tài)躍遷,即出現(xiàn)了緊急雙穩(wěn)現(xiàn)象。(2)但是λ對SPD的影響顯示并未出現(xiàn)緊急雙穩(wěn)現(xiàn)象。當K和τ增大時,蛋白質(zhì)高濃度態(tài)增大,低濃度態(tài)減小至消失,也就是說緊急雙穩(wěn)現(xiàn)象消失。(3)進一步定量分析了噪聲和延遲反饋對兩穩(wěn)定態(tài)之間躍遷時間的影響。MFPT作為噪聲強度(D或Q)的函數(shù)存在極大值。關聯(lián)噪聲強度λ,時間延遲丁及延遲反饋強度K能夠增強高濃度態(tài)的穩(wěn)定性。第五章,對miR-17-92調(diào)控的Myc/E2F基因網(wǎng)絡系統(tǒng)研究結果顯示：(1)時間延遲τ和關聯(lián)噪聲強度λ可以使蛋白質(zhì)濃度從低濃度往高濃度態(tài)躍遷。(2)MFPT作為噪聲強度(D或Q)的函數(shù)存在極大值,這個極大值預示了存在一個近似的噪聲強度能使MFPT出現(xiàn)極大值。也就是說時間延遲τ和關聯(lián)噪聲強度λ增強了高濃度態(tài)的穩(wěn)定性。(3)SNR隨著Q的變化存在隨機共振和隨機反共振現(xiàn)象。然而,隨著D變化只存在隨機共振現(xiàn)象。當SNR隨著Q變化時,λ和7τ都增強了隨機共振,削弱隨機反共振現(xiàn)象。SNR隨著D變化時出現(xiàn)隨機共振。λ增強了隨機共振現(xiàn)象,然而τ卻削弱了隨機共振現(xiàn)象。不過當SNR作為λ的函數(shù)時,τ不僅削弱了隨機共振現(xiàn)象,而且使隨機共振現(xiàn)象消失。
【關鍵詞】：噪聲 時間延遲 概率密度 平均首通時間 隨機共振
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：Q811.4
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 引言11-17
• 1.1 本論文的研究背景和現(xiàn)狀11-14
• 1.1.1 噪聲和延遲協(xié)同作用下的非線性系統(tǒng)11
• 1.1.2 基因表達系統(tǒng)中噪聲和時間延遲的研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2 本論文的研究意義14-16
• 1.3 本論文的主要內(nèi)容和安排16-17
• 第二章 隨機和延遲的相關理論17-41
• 2.1 理論分析17-38
• 2.1.1 布朗運動的Langevin方程17-20
• 2.1.2 高斯白噪聲驅(qū)動下的Fokker-Planck方程20-25
• 2.1.3 噪聲和延遲協(xié)同作用下的系統(tǒng)Fokker-Planck方程25-31
• 2.1.4 平均首通時間31-35
• 2.1.5 隨機共振35-38
• 2.2 隨機模擬38-41
• 第三章 噪聲和延遲協(xié)同作用對單基因網(wǎng)絡系統(tǒng)的影響41-57
• 3.1 噪聲和延遲協(xié)同作用下的單基因網(wǎng)絡系統(tǒng)模型41-44
• 3.2 噪聲和延遲協(xié)同對概率分布的影響44-49
• 3.3 噪聲和延遲協(xié)同對首通時間的影響49-52
• 3.4 小結與討論52-57
• 第四章 噪聲和延遲誘導下的基因表達中的緊急雙穩(wěn)態(tài)模型57-73
• 4.1 噪聲和延遲協(xié)同作用下的緊急雙穩(wěn)態(tài)模型57-58
• 4.2 噪聲和延遲反饋對概率分布的影響58-64
• 4.3 噪聲和延遲反饋對首通時間的影響64-67
• 4.4 小結與討論67-73
• 第五章 噪聲和延遲作用下的miR-17-92調(diào)控Myc/E2F基因表達系統(tǒng)73-89
• 5.1 噪聲和延遲協(xié)同作用下的miR-17-92調(diào)制E2F/Myc基因表達模型73-76
• 5.2 噪聲和延遲協(xié)同對概率分布的影響76-79
• 5.3 噪聲和延遲協(xié)同對首通時間的影響79-82
• 5.4 噪聲和延遲協(xié)同對隨機共振的影響82-86
• 5.5 小結與討論86-89
• 第六章 總結與展望89-91
• 6.1 總結89-90
• 6.2 展望90-91
• 致謝91-93
• 參考文獻93-105
• 附錄A (攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文)105-107
• 附錄B (攻讀碩士學位期間參與項目及獲獎)107

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 康艷梅,徐健學,謝勇;弱噪聲極限下二維布朗運動的隨機共振現(xiàn)象[J];物理學報;2003年04期

2 傅楊;;由信號調(diào)制的飽和激光模型隨機共振現(xiàn)象[J];四川職業(yè)技術學院學報;2009年04期

3 武娟;許勇;張慧清;王順利;;非對稱三值噪聲激勵下一類線性系統(tǒng)的隨機共振現(xiàn)象[J];陜西師范大學學報(自然科學版);2012年01期

4 韓引霞;;三態(tài)噪聲誘導的無窮耦合粒子形成的系統(tǒng)隨機共振現(xiàn)象[J];寧波大學學報(理工版);2012年02期

5 孫萬麟;山拜·達拉拜;;線性系統(tǒng)中隨機共振現(xiàn)象的研究[J];江西師范大學學報(自然科學版);2012年02期

6 何俊;陳懷海;賀旭東;;時間序列模型中的隨機共振現(xiàn)象[J];振動.測試與診斷;2014年01期

7 吳雷;趙莉;;無標度生物神經(jīng)網(wǎng)絡的隨機共振現(xiàn)象研究[J];硅谷;2010年13期

8 劉杰;艾磊;婁可偉;劉軍;;跨模態(tài)隨機共振現(xiàn)象——一種特殊形式的多感覺整合[J];生物醫(yī)學工程學雜志;2010年04期

9 韓引霞;符強;;三值噪聲調(diào)制下電路中的隨機共振現(xiàn)象[J];寧波大學學報(理工版);2013年01期

10 管忠，張紀岳，段新民;雙井中的隨機共振現(xiàn)象[J];西北大學學報(自然科學版);1996年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 張志瑞;康艷梅;;非高斯噪聲環(huán)境下閾值系統(tǒng)的隨機共振現(xiàn)象及其在圖像恢復中的應用[A];第十四屆全國非線性振動暨第十一屆全國非線性動力學和運動穩(wěn)定性學術會議摘要集與會議議程[C];2013年

2 張志瑞;康艷梅;;Alpha穩(wěn)定噪聲環(huán)境下閾值系統(tǒng)的隨機共振現(xiàn)象[A];第十四屆全國非線性振動暨第十一屆全國非線性動力學和運動穩(wěn)定性學術會議摘要集與會議議程[C];2013年

3 羅曉琴;朱士群;;兩種色噪聲共存的雙穩(wěn)光學系統(tǒng)中的隨機共振現(xiàn)象[A];第十一屆全國量子光學學術會議論文摘要集[C];2004年

4 申建偉;;噪聲在microRNA調(diào)控的癌癥網(wǎng)絡的動力學及其控制作用[A];The 5th 全國動力學與控制青年學者研討會論文摘要集[C];2011年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 王康康;幾類生物種群模型的隨機動力學特性研究[D];南京航空航天大學;2014年

2 黃家閩;穩(wěn)定分布噪聲背景下非線性系統(tǒng)的隨機共振現(xiàn)象研究[D];浙江大學;2012年

3 韓引霞;對隨機系統(tǒng)中若干非平衡相變、粒子輸運及隨機共振現(xiàn)象的研究[D];中國工程物理研究院;2005年

4 張雪娟;雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)，單穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)，耦合振子系和混沌系統(tǒng)的隨機共振現(xiàn)象[D];北京大學;2002年

5 王兵;噪聲對非線性系統(tǒng)性質(zhì)的影響[D];云南大學;2013年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王甲;神經(jīng)元系統(tǒng)中反隨機共振現(xiàn)象的研究[D];太原理工大學;2016年

2 張春;噪聲和延遲協(xié)同對基因網(wǎng)絡中開關切換行為研究[D];昆明理工大學;2016年

3 趙亮;局域非線性系統(tǒng)中的熵隨機共振現(xiàn)象[D];蘇州大學;2010年

4 邱勤偉;二值噪聲作用下線性系統(tǒng)隨機共振現(xiàn)象的研究[D];合肥工業(yè)大學;2010年

5 鄭克;兩種閾值網(wǎng)絡系統(tǒng)中的隨機共振現(xiàn)象研究[D];南京郵電大學;2014年

6 武春艷;神經(jīng)元FitzHugh-Nagumo模型的動力學分析[D];太原理工大學;2015年

7 韓曉鵬;神經(jīng)系統(tǒng)中隨機共振現(xiàn)象研究[D];浙江大學;2005年

8 張兆森;窄帶弱信號檢測中的隨機共振現(xiàn)象研究[D];青島大學;2015年

9 艾磊;隨機共振現(xiàn)象應用于手部精細動作的實驗研究[D];浙江大學;2010年

10 姚勇;周期勢中的相干輸運和巨擴散現(xiàn)象[D];華中科技大學;2006年

，

本文編號：610769