×

具有循环激活-抑制相互连接的基因-蛋白质调节网络的稳健稳定性分析。 (英语) Zbl 1225.93088号

摘要:本文从控制理论的角度研究了由具有异质动力学和参数或非结构不确定性的基因组成的大规模环状基因-蛋白质调控网络系统的分析鲁棒稳定性准则。我们首先考虑一类基因表达,它被描述为一个不确定的线性转录-翻译模型(LTTM),具有从翻译产物到转录的反馈回路。接下来,我们证明了这种模型属于一类具有广义频率变量的大规模动态线性网络系统。然后,我们系统地推导了以下两类生物不确定性LTTM的鲁棒稳定性准则:(i)由具有参数不确定性的异质基因动力学组成的LTTM,以及(ii)由具有非结构化不确定性的同质标称基因动力学组成。这些标准提供了相当简单的分析方法,可以很容易地应用于大规模遗传调控网络的分析,并提供一些生物学见解。

理学硕士:

93D09型 鲁棒稳定性
92天10分 遗传学和表观遗传学
05年3月34日 涉及常微分方程的控制问题
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 斯特林,J。;美国绍尔。;扎拉西,Z。;多伊尔,F.J。;Doyle,J.,细胞功能的鲁棒性,细胞,118,6,675-685(2004)
[2] Kitano,H.,《生物稳健性》,《自然评论遗传学》,5,11,826-837(2004)
[3] Chen,L。;Aihara,K.,《时滞遗传调控网络的稳定性》,IEEE电路与系统学报-I:基础理论与应用,49,602-608(2002)·Zbl 1368.92117号
[4] Thron,C.D.,《生物化学反馈控制中不稳定性的正割条件——第一部分,第二部分,数学生物学公报》,53,3,383-401(1991)·Zbl 0751.92002号
[5] 王,Z。;高,H。;曹,J。;Liu,X.,《具有多面体不确定性的延迟遗传调控网络:鲁棒稳定性分析》,IEEE纳米生物科学汇刊,7,2,154-163(2008)
[6] Y.Hori,T.-H.Kim,S.Hara,循环基因调控网络中蛋白质水平振荡存在的图形和分析标准,载于:第48届IEEE决策与控制会议,中国上海,2009年。;Y.Hori,T.-H.Kim,S.Hara,《循环基因调控网络中蛋白质水平振荡存在的图形和分析标准》,载于:第48届IEEE决策与控制会议,中国上海,2009年。
[7] Y.Hori,S.Hara,T.-H.Kim,循环阻遏物网络中的周期振荡:具有生物学洞察力的分析存在标准,摘自:2010年IEEE系统与控制多会议,日本横滨,2010年。;Y.Hori,S.Hara,T.-H.Kim,《循环阻遏物网络中的周期振荡:具有生物学洞察力的分析存在标准》,摘自:2010年IEEE系统与控制多会议,日本横滨,2010年。
[8] Y.Hori,T.-H.Kim,S.Hara,循环基因调控网络中周期振荡的存在准则。Automatica(2011)出版(doi:10.1016/j.Automatica.2011.02.042;Y.Hori,T.-H.Kim,S.Hara,《循环基因调控网络中周期振荡的存在标准》。Automatic(2011)出版社(doi:10.1016/j-Automatica,2011.02.042·Zbl 1235.93122号
[9] C.Trané,E.W.Jacobsen,细胞内振荡器的网络结构和稳健性,摘自:第17届国际会计师联合会世界大会会议记录,韩国首尔,2008年,第10989-10994页。;C.Trané,E.W.Jacobsen,细胞内振荡器的网络结构和稳健性,载于:第17届国际会计师联合会世界大会会议记录,韩国首尔,2008年,第10989-10994页。
[10] Goodwin,B.C.,酶控制过程中的振荡行为,酶调节进展,3,318-356(1965)
[11] Mahaffy,J.M.,《具有相关正反馈和负反馈及延迟的细胞控制模型:II。线性分析和局部稳定性,《理论生物学杂志》,106103-108(1984)
[12] Banks,H.T。;Mahaffy,J.M.,涉及阻遏系统的循环基因模型的稳定性,理论生物学杂志,74323-334(1978)·Zbl 0406.92011号
[13] Shvartsman,S.Y。;Hagan,M.P。;雅库布,A。;凹痕,P。;Wiley,H.S。;Lauffenburger,D.A.,具有正反馈的自分泌回路中依赖上下文的信号传导:egfr系统中的建模和实验,美国生理细胞生理学杂志,282,C545-C559(2001)
[14] Arcak,M。;Sontag,E.D.,一类生化反应网络的基于被动性的稳定性准则,数学生物科学与工程,5,1,1-19(2008)·Zbl 1152.34034号
[15] Sontag,E.D.,稳定性的被动增益和正割条件,《系统与控制快报》,55,3,177-183(2006)·Zbl 1129.93476号
[16] H.El-Samad,D.Del Vecchio,M.Khammash,《抑制子和启动子:合成基因网络中的循环动力学》,摘自:Proc。美国控制会议,美国俄勒冈州波特兰,2005年。;H.El Samad,D.Del Vecchio,M.Khammash,抑制因子和启动因子:合成基因网络中的环路动力学,载于:Proc。美国控制会议,美国俄勒冈州波特兰,2005年。
[17] Stephanopulos,G.N。;阿里斯蒂杜,A.A。;尼尔森,J.,《代谢工程原理与方法》(1998),学术出版社
[18] Kholodenko,B.N.,负反馈和超敏性可导致有丝分裂原激活的蛋白激酶级联中的振荡,《欧洲生物化学杂志》,267,6,1583-1588(2000)
[19] Y.Hori,T.-H.Kim,S.Hara,具有循环激活-抑制互连的基因蛋白调控网络的鲁棒稳定性分析,摘自:Proc。第七届亚洲管制会议,香港,2009年。;Y.Hori,T.-H.Kim,S.Hara,具有循环激活-抑制互连的基因蛋白调控网络的鲁棒稳定性分析,摘自:Proc。第七届亚洲管制会议,香港,2009年·Zbl 1225.93088号
[20] T.Chen,H.L.He,G.N.Church,用微分方程建模基因表达,Proc。派克靴。交响乐团。关于生物计算4(1999)29-40。;T.Chen,H.L.He,G.N.Church,用微分方程建模基因表达,Proc。派克靴。交响乐团。生物计算4(1999)29-40。
[21] Hara,S。;Hayakawa,T。;Sugata,H.,《具有广义频率变量的LTI系统:同质多智能体动态系统的统一框架》,SICE控制、测量和系统集成杂志,2,5,299-306(2009)
[22] H.Tanaka,S.Hara,T.Iwasaki,具有广义频率变量的线性系统的LMI稳定性条件,in:Proc。第七届亚洲管制会议,香港,2009年。;H.Tanaka,S.Hara,T.Iwasaki,具有广义频率变量的线性系统的LMI稳定性条件,in:Proc。第七届亚洲管制会议,香港,2009年。
[23] 波利亚克,B.T。;Tsypkin,Y.Z.,统一系统的稳定性和鲁棒稳定性,自动化和远程控制,57,11606-1617(1996)·Zbl 0932.93062号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。