噬菌体λ溶源态下CI表达的外源性噪声研究
Extrinsic Noise of CI Expression in Phage λ Lysogen
单个细胞中的具体蛋白质水平由基因调控网络调控,这是个细胞中复杂的随机过程.但是,生物过程中的噪声依旧是个谜.许多研究者发现在现有理论框架下很难解释清楚噪声.几年前,Zhu等人[1]用二维朗之万方程,并且提出新的势函数解决的办法,很好的解释了基因开关的稳定性,健壮性和转换的有效性.我们基于这个成功应用的模型,对于Zhu等人发现的外源性噪声和DNAlooping[1]的情况进行重新建模和计算分析.对于最近Anderson和Yang[2]的一片文章中的数据,我们采用随机动力学模型去分析.随机动力学分析方法用于建模生物系统的数学形式,朗之万方程,得出的结果在CI平均水平上有很好的一致性,但是系统外的外源性噪声的确是存在的,它区别于生物过程本身的内源性噪声.因此,我们发现外源性噪声可以最终很显著地扩大分布的方差,并且这种影响在低表达蛋白系统中更加的明显,比如野生型噬菌体.我们通过扩展最小的一维朗之万模型成为二维逐步朗之万模型,看到mRNA在CI分布方差的贡献上有重要的作用,它能解释40%到70%的实验观察到的总方差.而且我们发现随机的细胞生长速率也能对CI分布的方差贡献扩大10%左右,即80%左右的四种突变体噪声可以很好的被解释,但野生型的只能解释最多50%.通过更多随机因素的考虑,我们可以更好的解释实验数据并且未知的外源性噪声会变得更小.
- 作者:
- 朱鸿源
- 学位授予单位:
- 上海交通大学
- 专业名称:
- 生物医学工程
- 授予学位:
- 硕士
- 学位年度:
- 2012年
- 导师姓名:
- 敖平
- 中图分类号:
- R318.0
- 关键词:
- 噬菌体λ;DNA Looping;随机动力学分析;化学朗之万方程;外源性噪声;细胞周期
- Phageλ;DNA Looping;Stochastic Dynamical Anal-;ysis;Chemical Langevin Equation;Extrinsic Noise;Cell Cycle