生物物理网络中随机与诱导切换的控制
分子网络
2015-10-14 v1 统计力学
最优化与控制
混沌动力学
生物物理
摘要
分子水平波动引起的噪声是细胞内过程的基本组成部分。尽管生物系统对噪声的响应已被广泛研究，但对于如何利用噪声诱导期望的细胞状态，理解仍然有限。在此，我们提出一种基于 Freidlin-Wentzell 作用量的可扩展定量方法，用于预测和控制遗传网络中不同状态之间的噪声诱导切换，该方法还可方便地控制无噪声时稳定状态之间的转换。我们将该方法应用于细胞分化模型，展示了对可调因素的预测操纵如何诱导谱系变化，并进一步利用它在细胞死亡通路模型中识别用于癌症治疗的新候选策略。该框架提供了一种系统方法，用于识别理性操纵生物物理动力学的关键因素，并也应能在控制其他类型的噪声复杂网络中发挥作用。
引用
@article{arxiv.1509.03349,
title = {Control of stochastic and induced switching in biophysical networks},
author = {Daniel K. Wells and William L. Kath and Adilson E. Motter},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.03349},
year = {2015}
}
备注
A ready-to-use code package implementing the method described here is available from the authors upon request