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通过研究非因果脉冲响应元件,识别嵌入在蜂窝电路中的反馈回路。 (英语) Zbl 1311.92081号

摘要:反馈电路是许多生物分子调控网络中的关键动态基序。它们在许多重要细胞过程的调控中起着关键作用,如基因转录、信号转导和代谢。在本研究中,我们开发了一种新的计算效率高的方法来识别细胞内网络中嵌入的反馈回路,该方法仅使用时间序列实验数据,不需要网络结构的知识。在所提出的方法中,应用非参数系统识别技术和谱因子分析,基于系统脉冲响应的非因果分量导出图形准则。随机输出扰动引起的脉冲响应序列中非因果成分的出现表明线性网络中存在潜在的反馈连接。为了将该方法推广到非线性网络,我们将细胞内网络线性化到平衡点,然后选择足够小的输出扰动幅度,使产生的时间序列响应保持在所选平衡点附近。通过这种方法,线性化系统的脉冲响应序列可以用来确定相应非线性网络中是否存在反馈回路。该方法利用细胞内扰动实验的时间剖面数据,只需要输出节点的扰动能力。最重要的是,该方法不需要任何系统结构的先验知识。由于这些原因,该方法非常适合于识别大规模生物分子网络中的反馈回路。通过两个例子说明了该方法的有效性:带有负反馈回路的合成网络模型和带有正反馈回路的凋亡非线性caspase函数模型。

MSC公司:

92立方厘米 系统生物学、网络
92C40型 生物化学、分子生物学
第93页第12页 随机控制理论中的辨识
93E10型 随机控制理论中的估计与检测
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全文: 内政部

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