基因调节网络的稳定性分析.ppt

基因调节网络的稳定性分析基因调节网络的稳定性分析 报报 告告 人：涂俐兰人：涂俐兰 指导老师：陆君安指导老师：陆君安 1 1、目的和意义目的和意义 2 2、研究现状研究现状 4 4、研究结果研究结果 5 5、计算模拟计算模拟 3 3、模型描述模型描述 基因调节网络的稳定性分析 目的和意义目的和意义 n n 人类基因组计划人类基因组计划（Human Genome Project,HGP)Human Genome Project,HGP) n n 生物技术生物技术的发展的发展（基因芯片技术，药物设计等）基因芯片技术，药物设计等） n n 基因序列与基因功能的理解之间存在着很大的基因序列与基因功能的理解之间存在着很大的 差距差距（基因调节网络本身的特点（高维、非线性）（基因调节网络本身的特点（高维、非线性） 基因调节网络的稳定性分析 DNA数据每14个月增加一倍 研究现状研究现状 n n 布尔模型布尔模型（离散型，计算复杂度低）（离散型，计算复杂度低） n n 微分方程模型微分方程模型（连续型，更精确地描述基因调节（连续型，更精确地描述基因调节 系统，计算复杂度高）系统，计算复杂度高） n n 混合模型混合模型（融合了离散和连续模型）（融合了离散和连续模型） 基因调节网络的稳定性分析 带 有 一 个 反 馈 环 的 基 因 调 节 网 络 模型描述模型描述 n n 其中其中 基因调节网络的稳定性分析 L. Chen and K.L. Chen and K. Aihara Aihara,” Stability of Genetic Regulatory ,” Stability of Genetic Regulatory Networks With Time Delay”, Networks With Time Delay”, IEEE Trans. CircuitsIEEE Trans. Circuits Syst Syst, Vol. 49, , Vol. 49, pp: 602-608, May. 2002.pp: 602-608, May. 2002. n n 假设：假设： n n 局部渐近稳定局部渐近稳定（计算复杂度急剧降低）（计算复杂度急剧降低） 基因调节网络的稳定性分析 返回 研究结果研究结果 n n 局部稳定性分析：局部稳定性分析： 定理：如果模型（定理：如果模型（1 1）满足以下条件，）满足以下条件， 1) 1) ， ， ； 2) 2) 。 则系统局部全时滞渐近稳定则系统局部全时滞渐近稳定 基因调节网络的稳定性分析 研究结果研究结果 n n 全局稳定性分析：全局稳定性分析： 定理：如果模型（定理：如果模型（1 1）满足以下条件，）满足以下条件， 1) 1) ， ； 2) 2) 且且 。 则系统全局全时滞指数稳定则系统全局全时滞指数稳定 基因调节网络的稳定性分析 计算模拟计算模拟 n n Model of the Model of the repressilatorrepressilator ， ， 基因调节网络的稳定性分析 n n 全局全时滞指数稳定条件全局全时滞指数稳定条件 n n 参数：参数： n n 初始条件：初始条件： n n 平衡点：平衡点： 基因调节网络的稳定性分析 结论结论 n n 时滞的取值对稳定性没有影响（时滞的取值对稳定性没有影响（全时滞稳定全时滞稳定 ） n n 节点可以取节点可以取