海馬組織發(fā)育過程中基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的生物動(dòng)力學(xué)模型研究.pdf

1、研究背景： 基因芯片作為一類新興的生物技術(shù)，已在生命科學(xué)不同領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，極大地推進(jìn)了生命科學(xué)的發(fā)展，加快了對(duì)生命本質(zhì)的認(rèn)識(shí)?；蛐酒梢杂糜诨蛟\斷、基因表達(dá)研究、發(fā)現(xiàn)新基因、基因與基因、基因同其他生物大分子的相互作用等眾多領(lǐng)域，具有廣泛的研究前景。由于一個(gè)基因的表達(dá)受其它基因的影響，而這個(gè)基因又會(huì)影響其它基因的表達(dá)，這種相互影響、相互制約的關(guān)系構(gòu)成了復(fù)雜的基因表達(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。因此，要了解細(xì)胞的生長(zhǎng)過程還應(yīng)該從整體出發(fā)，

2、觀察基因之間的相互關(guān)系。基因芯片可以從全基因組水平來分析基因的表達(dá)情況，因此，我們可以通過數(shù)學(xué)模型來分析基因之間的相互作用關(guān)系。目前，應(yīng)用Lotka-Volterra方程進(jìn)行基因表達(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的研究還未見報(bào)道。另一方面，海馬結(jié)構(gòu)在學(xué)習(xí)和記憶中起重要作用，還具有控制感情行為與神經(jīng)內(nèi)分泌功能，日益受到人們的關(guān)注。本研究旨在基于基因表達(dá)數(shù)據(jù)，通過數(shù)學(xué)手段，來構(gòu)建腦發(fā)育過程中海馬組織基因表達(dá)的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。 方法： 根據(jù)GO數(shù)據(jù)庫

3、，我們選擇了在7個(gè)時(shí)間點(diǎn)上均有表達(dá)的43個(gè)與海馬組織發(fā)育過程相關(guān)的基因，從生物種群競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的角度出發(fā)，采用Lotka-Volterra方程建立基因之間的調(diào)控關(guān)系網(wǎng)絡(luò)。 結(jié)果： 利用Lotka-Volterra方程最終得到了每個(gè)基因表達(dá)的內(nèi)稟增長(zhǎng)率和所選基因之間的調(diào)控矩陣，找到了它們之間的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，并進(jìn)行了圖像可視化描述。 結(jié)論： 生物種群競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)思想能夠合理地描述基因之間的調(diào)控關(guān)系