發(fā)布時間：2018-12-11 21:40

【摘要】：胚胎干細胞(embryonic stem cells,簡稱ES細胞)是一種高度未分化細胞,具備發(fā)育成各種組織和器官的潛力,具有多能性(分化)和自我更新能力(增殖)。最近的實驗[Nature463,(2010)621]研究表明：在敲掉DGCR8基因后的胚胎干細胞中,microRNAs能調(diào)節(jié)干細胞的自我更新或者促進分化。 本文以胚胎干細胞中ESCCmiRNA、Lin28、c-Myc、Myc Targets、Oct4、 Pluripotency target、Let-7、DGCR8之間相互作用為研究對象,研究了胚胎干細胞中這八種生物分子之間相互作用的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)與胚胎干細胞功能之間的內(nèi)在關(guān)系。主要研究工作和成果如下： 首先,重構(gòu)了干細胞中ESCCmiRNA、Lin28、c-Myc、Myc targets、Oct4、 Pluripotency target、Let-7、DGCR8之間相互作用布爾網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),研究了該網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的動力學行為,發(fā)現(xiàn)該相互作用網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)具有兩個穩(wěn)定的狀態(tài),分別對應著胚胎干細胞的分化和增殖功能。并與隨機網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)進行了比較,發(fā)現(xiàn)隨機網(wǎng)絡大部分不穩(wěn)定,而小部分穩(wěn)定的隨機網(wǎng)絡可能對研究網(wǎng)絡的演化有預示作用。 其次,利用已有的實驗數(shù)據(jù)和可能的生物學演化路徑,采用基于過程的網(wǎng)絡分解(process-based network decomposition)方法,給出了能保持生物學功能的最小網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)剩余網(wǎng)絡對胚胎干細胞保持功能上的穩(wěn)定性具有十分重要的作用。 最后,對相互作用網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中DGCR8基因敲除進行了的研究,發(fā)現(xiàn)敲掉DGCR8后,得到的理論結(jié)果與文獻Nature463,(2010)621中的實驗結(jié)果完全一致。
[Abstract]:Embryonic stem cell (embryonic stem cells,) is a highly undifferentiated cell with the potential to develop into various tissues and organs, pluripotency (differentiation) and self-renewal (proliferation). Recent studies [Nature463, (2010) 621] have shown that in embryonic stem cells after knockout of DGCR8 gene, microRNAs can regulate self-renewal or promote differentiation of stem cells. The interaction between ESCCmiRNA,Lin28,c-Myc,Myc Targets,Oct4, Pluripotency target,Let-7,DGCR8 in embryonic stem cells was studied in this paper. The relationship between the network structure of these eight biomolecules and the function of embryonic stem cells was studied. The main work and results are as follows: firstly, the Boolean network structure of interaction between ESCCmiRNA,Lin28,c-Myc,Myc targets,Oct4, Pluripotency target,Let-7,DGCR8 in stem cells is reconstructed, and the dynamic behavior of the network is studied. It is found that the interaction network has two stable states, corresponding to the differentiation and proliferation of embryonic stem cells. Compared with the random network structure, it is found that most of the stochastic networks are unstable, while a small number of stable stochastic networks may predict the evolution of the networks. Secondly, using the existing experimental data and the possible biological evolution path, the minimal network structure which can maintain biological function is given by using the process based network decomposition (process-based network decomposition) method. It is found that the residual network plays an important role in maintaining the functional stability of embryonic stem cells. Finally, the DGCR8 gene knockout in the interacting network structure is studied. It is found that the theoretical results obtained after the knockout of DGCR8 are in good agreement with the experimental results in Nature463, (2010) 621.
【學位授予單位】：華中師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：R329

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