双稳态磷酸化与核尺寸控制的数学模型中的动力学与随机共振

鲁棒振荡在广泛的生物过程中发挥关键作用，通常由确定性机制产生。然而，随机波动经常对这些确定性振荡产生复杂扰动，可能增强或削弱其鲁棒性。本文以双稳态磷酸化作为鲁棒振荡的机制进行研究。我们提出了一种简单的核质运输与细胞生长模型，其中货物蛋白在核输入之前经历双稳态磷酸化。我们进行了详细的分岔分析以考察系统的动力学行为。随后我们在模型中引入加性噪声，研究了随机共振行为和噪声下振荡的鲁棒性。结果表明，根据磷酸化阈值、时间尺度和核质运输速率的不同，双稳态磷酸化可通过Hopf分岔产生振荡；此外，随机共振和Bautin分岔增强了振荡的鲁棒性。