基因调控网络的结构与动力学

典型生物系统的结构与动力学因其组分间强烈且不均匀的相互作用而显得复杂。利用经典数学工具（如描述其动力学的微分方程）来研究此类系统并不总是适用。图论模型在这种情况下可作为一种粗略但有力的工具。在本论文中，我首先考虑用于表征生物系统的网络建模方法。开发并应用了拓扑和动力学研究工具于各种模型网络。特别是，探讨了模型网络的吸引子特征随系统规模的缩放规律及其分布。此外，讨论了理论鲁棒性表达式并进行了计算研究以作验证。本论文的主要生物学研究是利用同步且确定性更新的布尔网络模型来研究基因表达的转录调控。我探索了酵母（Saccharomyces Cerevisiae）已知相互作用网络的吸引子结构和鲁棒性，并将其与模型网络进行比较。进一步，我讨论了一个近期提出的模型，该模型声称揭示了酵母基因调控网络拓扑的可能根源，并对该模型进行了动力学研究。本论文还包括另一项研究，探讨了一种新的网络表示（即蛋白质天然结构的不相容网络）与折叠动力学之间的关系。我表明，对于有限的可用数据，这些网络的常规拓扑方面与 phi 值之间不存在统计学相关性。