系统生物学中基因调控网络的效率、鲁棒性与随机性：以 λ 开关为例

噬菌体 λ 是现代分子生物学中研究最多的生物模型之一。过去 50 年间，关于这一生物模型在物理、化学、基因组学、蛋白质组学、功能等各个层面的定量实验知识已被积累。其所有组分都已十分详尽地被了解。理论任务在于整合这些组分，使该生物体以定量的和谐方式运作。这将检验我们的生物学理解，并为进一步的探索和应用奠定坚实基础，这也是系统生物学的明确目标。其中的突出挑战之一是所谓的 λ 开关稳定性难题：生物学上观察到的鲁棒性，以及基于已知实验值难以进行数学重构。在本章中，我们回顾了近期为解决该问题所做的理论与实验努力。重点放在最小定量建模上，其中实验与建模之间已取得成功的数值一致。我们还从广阔的建模视角讨论了从此类研究中浮现的一种暂命名为随机动力学结构分析的新方法。