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露西娅·马鲁奇；斯特凡妮娅·桑蒂尼；马里奥·迪·贝尔纳多；迪·贝尔纳多，迭戈

酵母中新型合成调控网络计算模型的推导、识别和验证。 （英语） Zbl 1232.92050

数学杂志。生物。 62，第5期，685-706（2011）.
概述：系统生物学旨在建立生物途径的计算模型，以便在电子上研究其行为并验证生物学假设。如果正确使用，建模可以成为分子生物学中一种新的强大方法。我们使用最近在酿酒酵母中构建的新合成网络，逐步推导和识别生物途径的动力学模型，用于内-外逆向工程和建模评估。这个网络由五个相互调节转录的基因组成。此外，它还包括一种蛋白质相互作用，其基因可以通过向培养基中添加半乳糖来启动。为了描述网络动力学，我们采用了基于非线性微分方程的确定性建模方法。我们展示了如何通过实验和建模之间的迭代，得出网络行为的半定量预测，并更好地理解感兴趣的途径的生物学。

引用于1文件

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
92-08 生物学问题的计算方法
37N25号 生物学中的动力系统

关键词：

合成生物学；希尔函数；参数识别

软件：

第23天；波特车轮
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{L.Marucci}等人，J.数学。生物学62，第5期，685--706（2011；Zbl 1232.92050）
全文： 内政部

参考文献：

[1] Alon U（2006）《系统生物学导论：生物电路的设计原理》。查普曼&amp；霍尔，伦敦·Zbl 1141.92002号
[2] Anders A、Lilie H、Franke K、Kapp L、Stelling J、Gilles ED、Breunig KD（2006）乳酸克鲁维酵母中的半乳糖开关依赖于gal4和gal1之间的核竞争来结合gal80。生物化学杂志281（39）：29337–29348·doi:10.1074/jbc。M604271200型
[3] Anderson J，Papachristodoulou A（2009）《生物模型的验证和失效》。BMC生物信息10:132·Zbl 05739514号 ·数字对象标识代码：10.1186/1471-2105-132
[4] Arlot S，Celisse A（2010）模型选择交叉验证程序调查。统计调查4:40–79·Zbl 1190.62080号 ·doi:10.1214/09-SS054
[5] Bennett MR、Pang WL、Ostroff NA、Baumgartner BL、Nayak S、Tsimring LS、Hasty J（2008）《动态变化环境中的代谢基因调控》。自然454:1119–1122·doi:10.1038/nature07211
[6] Bhoite LT，Yu Y，Stillman DJ（2001）swi5激活剂在没有rna聚合酶II的情况下将介体复合体招募到ho启动子。基因Dev 15:2457–2469·doi:10.1101/gad.921601
[7] Bogacki P，Shampine LF（1989）一对3（2）Runge–Kutta公式。应用数字数学2:1–9·Zbl 0705.65055号
[8] Boubaker O，Fourati A（2004），非线性系统的结构可识别性：概述。工业技术3:1224–1248
[9] Cantone I、Marucci L、Iorio F、Ricci MA、Belcastro V、Bansal M、di Bernardo M、Santini S、di Benardo D、Cosma MP（2009）《用于反向工程和建模方法体内评估的酵母合成网络》。手机137:171–181·doi:10.1016/j.cell.2009.01.055
[10] Cobelli C，Distefano JJ III（1980），参数和结构可识别性概念和模糊性：批判性审查和分析。美国生理学杂志239:R7–R24
[11] Copeland R（2000）《酶：结构、机理和数据分析的实用介绍》，第2版。纽约威利
[12] Cosma MP，Tanaka T，Nasmist K（1999）将转录和染色质重塑因子有序募集到细胞周期和发育调节的启动子中。手机97:299–311·doi:10.1016/S0092-8674（00）80740-0
[13] De Jong H（2002）遗传调控系统的建模和模拟：文献综述。计算机生物学杂志9:67–103·doi:10.1089/10665270252833208
[14] Elowitz MB，Leibler S（2000）转录调节器的合成振荡网络。自然403（6767）：335–338·doi:10.1038/35002125
[15] Gardner TS、Cantor CR、Collins JJ（2000）《大肠杆菌中基因切换开关的构建》。自然403（6767）：339–342·doi:10.1038/35002131
[16] Giniger E，Ptashne M（1988）酵母转录激活剂gal4的协同dna结合。国家科学院院刊85:382–386·doi:10.1073/pnas.85.2.382
[17] Hatzimanikatis V，Lee KH（1999）基因网络的动态分析需要mRNA和蛋白质表达信息。Metabol工程1（4）：275–281·doi:10.1006/mben.1999.0115
[18] Hemmerich P，Stoyan T，Wieland G，Koch M，Lechner J，Diekmann S（2000）酵母动粒蛋白与着丝粒蛋白转录因子cbf1的相互作用。美国国家科学院院刊97（23）：12583–12588·doi:10.1073/pnas.97.23.12583
[19] Jona G，Choder M，Gileadi O（2000）葡萄糖饥饿会导致酵母中mrna的转录和降解速率急剧降低。《生物医学学报》1491:37–48·doi:10.1016/S0167-4781（00）00016-6
[20] Kaern M，Blake WJ，Collins JJ（2003）《基因调控网络的工程》。生物医学工程年鉴5:179–206·doi:10.1146/annurev.bioeng.5.040202.121553
[21] Kaznessis Y（2007）《合成生物学模型》。BMC系统生物学1（1）:47·doi:10.1186/1752-0509-1-47
[22] Kramer BP，Viretta AU，Daoud-El-Baba M，Aubel D，Weber W，Fussenegger M（2004）哺乳动物细胞中的工程表观遗传转基因开关。国家生物技术22（7）：867–870·doi:10.1038/nbt980
[23] Kumar A，Daoutidis P（1999）非线性微分代数方程系统的控制：应用于化学过程。西棕榈滩CRC出版社·Zbl 0916.93001号
[24] Ljung L（1998）《系统识别：用户理论》，第2版。普伦蒂斯·霍尔，恩格尔伍德悬崖·Zbl 0926.93003号
[25] Maiwald T，Timmer J（2008），《动态建模与陶器轮的多实验拟合》。生物信息学24（18）：2037–2043·兹伯利05511808 ·doi:10.1093/bioinformatics/btn350
[26] Mangan S，Alon U（2003）前馈环路网络基序的结构和功能。美国国家科学院院刊100（21）：11980–11985·doi:10.1073/pnas.2133841100
[27] Mitchell M（1998）《遗传算法导论》（复杂自适应系统）。麻省理工学院出版社，剑桥·Zbl 0906.68113号
[28] Moles CG、Mendes P、Banga JR（2003）《生物化学途径中的参数估计：全局优化方法的比较》。基因组研究13（11）：2467–2474·doi:10.1101/gr.1262503
[29] Muratani M，Kung C，Shokat KM，Tansey WP（2005）。f盒蛋白dsg1/mdm30是一种转录辅激活剂，可刺激gal4周转和共转录mrna处理。手机120:887–899·doi:10.1016/j.cell.2004.12.025
[30] Nelles O（2000）非线性系统辨识：从经典方法到神经网络和模糊模型，第1版。柏林施普林格·Zbl 0963.93001号
[31] Raue A、Kreutz C、Maiwald T、Bachmann J、Schilling M、Klingmuller U、Timmer J（2009）通过利用剖面似然对部分观测到的动力学模型进行结构和实际可识别性分析。生物信息学25（15）：1923-1929·Zbl 05744117号 ·doi:10.1093/bioinformatics/btp358
[32] Ro D-K、Paradise EM、Ouellet M、Fisher KJ、Newman KL、Ndungu JM、Ho KA、Eachus RA、Ham TS、Kirby J、Chang MCY、Withers ST、Shiba Y、Sarpong R、Keasling JD（2006）《工程酵母中抗疟药物前体青蒿素酸的生产》。自然440（7086）：940–943·doi:10.1038/nature04640
[33] Shampine LF，Thompson S（2001）在matlab中求解ddes。应用数字数学37:441–458·兹伯利0983.65079 ·doi:10.1016/S0168-9274（00）00055-6
[34] Smith RS，Doyle JC（1992）《模型验证：鲁棒控制和识别之间的联系》。IEEE Trans Automat控制37:942–952·Zbl 0767.93020号 ·数字对象标识代码：10.1109/9.148346
[35] Stricker J、Cookson S、Bennett MRR、Mather WHH、Tsimring LSS、Hasty J（2008）一种快速、稳健和可调的合成基因振荡器。自然456（7221）：516–519·doi:10.1038/nature07389
[36] Szallasi Z、Stelling J、Periwal V（2006）《细胞生物学中的系统建模：从概念到具体细节》。麻省理工学院出版社，剑桥·Zbl 1274.92012年
[37] Tigges M，Marquez-Lago TT，Stelling J，Fussenegger M（2009）可调谐合成哺乳动物振荡器。自然457（7227）：309–312·doi:10.1038/nature07616
[38] Ventura BD、Lemerle C、Michaldimitrakis K、Serrano L（2006）《从体内到体内硅生物学》。自然443:527-533·doi:10.1038/nature05127
[39] Verma M，Bhat JP，Venkatesh KV（2004）酿酒酵母gal基因开关的定量分析表明，gal80p的核质穿梭导致对半乳糖的高度敏感反应。生物化学杂志278:48764–48769·doi:10.1074/jbc。M303526200号
[40] Walter E，Pronzato L（1997）从实验数据中识别参数模型。柏林施普林格·Zbl 0864.93014号
[41] Weber W、Stelling J、Rimann M、Keller B、Baba MDE、Weber CC、Aubel D、Fussenegger M（2007）哺乳动物细胞和小鼠中的合成时滞电路。美国国家科学院院刊104（8）：2643–2648·doi:10.1073/pnas.0606398104
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