无反馈下的基因表达双模态：从高斯白噪声到对数正态有色噪声

外噪声诱导向双模态动力学的转变已在多种化学、物理和生物学系统中被广泛研究。在物理与化学系统中的标准方法里，使这些系统在数学上可处理的关键性质是：噪声在动力学方程中线性出现，且被假设为高斯和白色的。在生物学中，高斯近似在特定系统中是成功的，但相关噪声通常是非高斯、非白色且非线性的，这对其普遍适用性造成了严重限制。在此我们重新审视线性高斯噪声的基本特性，指出其局限性，并综述基于非线性有界噪声的近期新方法，这些方法揭示了解释向双模态行为转变的新机制。为此我们考虑一个简单但基础的基因表达模型，即阻遏基因，其特征是依赖于外部参数的线性和非线性关系。我们随后综述最近引入的一种通用方法，即所谓非线性噪声滤波，它允许研究线性、非线性、高斯和非高斯噪声。我们还给出其推导，以阐明其动力学起源。在阻遏基因上测试该方法证实，噪声诱导转变的出现似乎强烈依赖于所采用噪声的类型，以及系统中存在的非线性程度。