果蝇昼夜节律调控网络的动力学研究

摘要

昼夜节律是生物最基本的特征之一,也是代表生物系统动力学行为最显著的特征之一.昼夜节律调控网络作为一个高度非线性的高维动力系统,对了解昼夜节律细胞和分子的振荡机制对理解生命的动力学本质有着重要的研究意义.果蝇是研究昼夜节律的优秀模式生物.PER和TIM是果蝇两个重要的生物钟蛋白,是果蝇细胞转录调控的基本组成部分.以往的研究一直认为PER和TIM是在细胞质中结合为二聚体,以二聚体的形式进入细胞核.但最近Pablo Meyer等人的实验研究表明,在细胞质中,PER和TIM这两个蛋白质迅速的绑定(<30min)并逐渐在离散位点累积,大约6小时后,复合物突然分离,PER和TIM在很短的时间段内独立进入细胞核.据此,我们对果蝇10维调控模型进行了修正,并对修正后的简化模型进行动力学分析,并分析了修正模型在光照这一环境因子变化时相关动力学行为的变化.