16、基因/蛋白质调控网络建模及神经发育的遗传控制

基因/蛋白质调控网络建模及神经发育的遗传控制

一、基因/蛋白质调控网络建模

1.1 系统生物学与系统层面理解

系统生物学旨在从整体层面理解复杂的生物对象，它涉及计算机建模、大规模数据分析和生物实验等多种方法和工具的整合。系统层面的理解关注系统的整体结构和动态，而非特定对象及其相互作用。要实现对生物系统的系统层面理解，可从以下四个关键属性入手：
- 系统结构 ：包括基因调控网络（GRN）和生化途径，以及通过相互作用调节细胞内和多细胞结构物理特性的机制。
- 系统动态 ：通过识别特定行为背后的基本机制，以及根据系统性质采用不同方法（如代谢分析、敏感性分析、相图和分岔分析等）来理解系统在不同条件下随时间的行为。
- 控制方法 ：通过调节系统地控制细胞状态的机制，改变系统行为并优化治疗的潜在靶点。
- 设计方法 ：基于明确的设计原则和模拟，制定修改和构建具有所需特性的生物系统的策略，而非盲目试错。

1.2 系统动态分析方法

分析系统动态和理解系统结构是相互重叠的过程，不同方法可用于研究系统的动态特性：
- 稳态分析 ：找出系统组件无动态变化时的系统状态。
- 稳定性和敏感性分析 ：洞察当刺激和速率常数改变以反映动态行为时，系统行为的变化。
- 分岔分析 ：将动态模拟器与分析工具结合，详细说明动态行为。

分析方法的选择取决于可纳