基因调控网络振子的结构理论与保结构模拟研究

项目名称： 基因调控网络振子的结构理论与保结构模拟研究

项目编号： No.11171155

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 游雄

作者单位： 南京农业大学

项目金额： 42万元

中文摘要： 在分子水平应用现代数学借助计算机探索复杂生命现象是当今生命科学的标志。本项目研究微分方程刻画的DNA、mRNA和蛋白质浓度变化关系的基因调控振子系统的动力学。本项目将系统研究基因调控网络振子的极限结构（稳态、不变流形、混沌）、振荡结构（周期或拟周期性）、守恒结构(Hamilton能量、动量和微分2-形式)、分叉结构（局部与整体）、时间结构（正负反馈、快慢变、时间可逆转性、时滞）、扰动结构（噪音）等动力学结构。鉴于传统数值方法不能（长期）保持精确解物理性质的缺陷，本项目将重点研究适应于基因调控振子系统长时间计算的优化色散与耗散、辛、对称、保能量、保稳态及其稳定性等保结构高效算法，建立处理高振荡与高维问题的有效途径，通过计算掌握和控制基因调控振子系统的性态。对马铃薯CONSTANS、miRNA等调控网络进行实证分析与模拟，预测马铃薯块茎形成的适合光周期及花色素积累的适合温度。

中文关键词： 基因调控网络振子；平衡点；极限环；相拟合；两导数RK(N)方法

英文摘要：

英文关键词： gene regulatory network oscillator；equilibrium；limit cycle；phase-fitting；two-derivative RK(N) method