理解植物生物钟的互补方法
计算工程、金融与科学
2010-02-26 v1 数学软件
分子网络
摘要
生物钟是振荡的遗传网络，帮助生物适应24小时的昼夜循环。绿藻Ostreococcus tauri的生物钟是迄今发现的最简单的植物生物钟。它作为实验系统的诸多优势便于计算预测的测试。我们在随机过程代数Bio-PEPA中提出了Ostreococcus生物钟的一个模型，并利用其映射到不同的分析技术，如常微分方程、随机模拟算法和模型检验。该系统报道的少量分子测试了微分方程所基于的连续近似的极限。我们研究了连续-确定性与离散-随机方法之间的差异。随机模拟和模型检验使我们能够对系统行为提出新的假设，例如在恒定光照条件下单细胞中存在自持振荡。我们研究了如何在模型检验的背景下模拟黎明和黄昏的时间，并利用它来计算关键生化物种的概率分布随时间的变化。这些结果表明，表达水平的相对变化在表达峰值时间最小，使得峰值时间成为最佳实验相位标记。基于这些分析，我们使用进化系统生物学的方法来研究mRNA降解速率的变化如何影响可能影响适应度的关键蛋白质的相位。我们探索了该生物钟对其基础生物化学中此类潜在突变变化的鲁棒性。我们的工作表明，多种方法能够更全面地理解生物钟。
引用
@article{arxiv.1002.4661,
title = {Complementary approaches to understanding the plant circadian clock},
author = {Ozgur E. Akman and Maria Luisa Guerriero and Laurence Loewe and Carl Troein},
journal= {arXiv preprint arXiv:1002.4661},
year = {2010}
}