新的计算生物学模型准确地描述了基因表达的动态-健康常识-【维港健康官网】
×
出国看病|海外就医|试管婴儿|香港HPV疫苗|香港体检预约【维港健康官网】

新的计算生物学模型准确地描述了基因表达的动态

发表于 2018-02-05

计算生物学家在一个可预测的系统内使用一个简单的随机事件分析框架,发现了一种新的方法来精确模拟某些形式的基因表达,包括人体的24小时内部时钟。这种将分段确定性马尔可夫过程(PDMP)应用于基因表达的新方法可以为合成生物学家提供可能的设计原则。


“在这项研究中,我们开发了一种简化的方法,将一类常用的基因表达模型减少到一个数学模型PDMP,因为它比以前的模型更容易分析和模拟,”Yen Ting Lin,通讯作者在洛斯阿拉莫斯国家实验室的理论部门和非线性研究中心的应用数学家。


杜克大学的Nicolas E. Buchler和基因组与计算生物学中心合着了这项研究,该研究今天出现在“ 皇家学会界面 ”杂志上。


林说,新模式是真正的自然语言来描述真核基因表达的动力学。化学反应动力学的数学模型 - 在这种情况下,基因表达的过程 - 通常假定,因为一些过程在更快的时间尺度上反应,所以平均值可以用作分析技术。然而,最近的实验表明,这种快速平均可能不是真的。


Lin说,单细胞实验表明,基因表达是随机的,并且是“突变的”,这种特征可以从具有不同活性的启动子状态之间的缓慢切换中产生。启动子帮助调节基因表达,但它们如何被激活,动力学的影响仍然难以捉摸。长寿启动子状态的一个来源是转录因子对启动子的缓慢结合和非结合动力学。研究发现,PDMP数学模型准确地描述了非绝热状态(其中启动子动力学缓慢并且不能发生快速平均)的基因表达的随机或随机动态。


目前的研究发现,振荡动力学可能比以前想象的更强大,因为缓慢的启动子动力学可以引起快速切换启动子无法做到的可靠的振荡。


林说:“可能的机制,以调节振荡的连贯性,作为一个活的有机体会发展到一个强大的昼夜节律,或每日生物钟,也可以从理论分析中揭示。“这些假设值得今后进行实验验证。”

免疫治疗

推荐阅读:Pembrolizumab终止在转移性黑素瘤中可行

咨询电话:4006004371
在线预约