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.2008年9月;18(3):037126.
doi:10.1063/1.2978183。

基因振荡器的同步

附属公司

基因振荡器的同步

周天寿等。 混乱. 2008年9月.

摘要

基因或细胞振荡器的同步是在分子和细胞水平上理解生物体节律性的一个中心主题。在这里,我们展示了如何通过同步诱导的细胞间通信实现遗传振荡器群体的集体节奏,以及如何通过常见的噪声信号分子同步独立的遗传振荡器集合。我们的主要目的是通过研究各种生物学上合理的耦合、几种噪声和外部刺激的影响,从动力学的角度阐明各种同步机制。为了全面理解遗传振荡器的同步,我们考虑了三类遗传振荡器:平滑振荡器(表现为正弦振荡)、松弛振荡器(表现出跳跃动力学)和随机振荡器(噪声诱导振荡)。对于每一类,我们进一步研究了两种情况:有细胞间通讯(包括相位吸引和排斥耦合)和无细胞间通讯。我们发现,光滑振子系综的同步现象与弛豫振子的同步现象不同,其中噪声在同步中起着不同但关键的作用。为了显示它们之间同步的差异,我们从多个方面进行了比较。我们还证明了遗传随机振荡器种群有其自身的同步机制。此外,我们还提出了一些有趣的现象,例如,对于耦合到quorum-sensing机制的松弛型随机振荡器,不同的噪声强度可以诱导不同的周期运动(即非均匀极限环)。

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