基因调控动态模型中的组合性、随机性与协同性

我们提出了一种由简单计算单元构建动态模型以模拟基因调控网络的方法。每个单元称为“基因门”，定义了对应于转录因子结合与产生的输入/输出关系。所提出的基因门反应动力学可映射为随机过程与标准常微分方程描述。常微分方程方法在其正确实现前需固定系统拓扑，而以随机 π 演算表达则导致完全组合式方案：网络单元成为自主的，仅由输入/输出关系确定其连接。我们方法的模块化允许轻松从基础的一级描述过渡到捕捉生物系统更多细节的精炼模型。作为说明性应用，我们给出了随机抑制子——一种人工细胞时钟，其在无任何协同效应下即可容易地振荡。