21、生物过程计算建模与序列分析的前沿进展

生物过程计算建模与序列分析的前沿进展

在生物学研究中，计算技术正发挥着越来越重要的作用。从生物过程的建模与模拟，到生物序列的组装与比对，计算技术为生物学研究带来了新的突破和发展。

生物过程建模与模拟

为了实现生物过程研究的目标，构建一个能够轻松、顺畅地支持生物过程建模、模拟、模拟结果可视化以及整合现有生物途径数据库进行建模的开发环境至关重要。在这个过程中，开发了一系列相关应用，如GON、GONML用于建模与模拟，Visualizer用于可视化，BPE、BPEOS用于数据库整合。同时，还开发了基于Petri网的新架构HFPN/HFPNe，该架构适用于复杂生物过程的建模和模拟。

在这个开发环境中，有一个重要的发现。研究人员通过比较果蝇大肠中Delta表达的实验操作与开发环境中的建模和模拟结果，分析了Notch依赖性边界形成的机制。模拟展示了正常大肠中的边界形成情况，当对大肠中的Delta表达进行操作时，观察到了边界细胞分化的几种紊乱类型，并且模拟也产生了类似的异常模式。这些模拟结果表明，代表Delta对Notch信号细胞自主抑制强度的参数值，对于产生侧向抑制和边界形成这两种不同的模式至关重要，这也解释了一个共同的基因调控网络如何在体内导致两种不同的模式。

这个发现不仅证明了开发环境的有效性，还凸显了发现过程的重要性。项目成员通过在开发环境中进行建模和模拟，每周交流生物过程，这表明开发环境的概念是重要的，架构和应用在实际研究领域是可接受的。

以下是相关应用和架构的详细信息：
| 应用/架构 | 功能 |
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| GON、GONML | 生物过程的建模与模拟 |
| Visuali