果蝇生殖干细胞分化调控网络随机动力学研究

项目名称： 果蝇生殖干细胞分化调控网络随机动力学研究

项目编号： No.11401562

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 郑秀灯

作者单位： 中国科学院动物研究所

项目金额： 22万元

中文摘要： 在发育生物学中,微环境信号如何动态和差异地在干细胞及其分化子细胞中传导并发挥作用，进而导致干细胞的不对称分裂是一个具有重要意义的科学问题。我们的实验研究发现在果蝇生殖干细胞分化过程中，决定细胞自我更新或分化命运的bam基因表达受由Dpp、Tkv、pMad和Fused组成的复杂网络调控。我们前期关于该网络的研究表明系统在单稳态和双稳态间的分叉主要依赖于微环境信号Dpp强度变化。在本项目中，我们将进一步分析：（i）调控网络的稳态统计学特征，即系统各组分的表达噪声在网络中的传递以及与调控强度间的关系；（ii）当系统具有双稳态时，影响系统在两个稳态间转移速率的因素；（iii）Dpp的扩散动力学与干细胞分化的不可逆性，即Dpp在卵巢内沿“干细胞(GSC)-分化前体细胞(pre-CB)-分化细胞(CB)”方向的梯度分布及由Dpp受体Tkv与Fused拮抗作用所导致的果蝇生殖干细胞分化的不可逆性。

中文关键词： 基因调控网络；双稳结构；扩散动力学；全或无；

英文摘要： In developmental biology, stem cells interact with surrounding stromal cells (or niche) via signaling pathways to precisely balance stem cell self-renewal and differentiation. However, little is known about how niche signals are transduced dynamically and

英文关键词： genetic regulation network；bistable structure；diffusion dynamics；All or None；