输入涨落如何重塑生物开关系统的动力学

定量生物学的一项重要任务是理解随机性在生化调控中的作用。作为我们近期工作 [Phys. Rev. Lett. 107, 148101 (2011)] 的扩展，本文研究了输入涨落如何影响简单生物开关的随机动力学。在我们的模型中，开关的开启跃迁速率直接受噪声输入信号调控，该信号被描述为非负均值回归扩散过程。这一连续过程可以很好地近似离散的生灭过程，且在解析上更易处理。在此新框架下，我们应用 Feynman-Kac 定理研究了输出开关动力学的统计特征。与我们之前的发现一致，输入噪声被发现能有效抑制依赖于输入的跃迁。我们通过解析证明，当输入信号的振幅大幅波动且缓慢回归其均值时，这种效应变得显著。