《亞細胞體系重要生化反應多尺度模擬研究》是依託首都師範大學，由吉琳擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：亞細胞體系重要生化反應多尺度模擬研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：吉琳
- 依託單位：首都師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
亞細胞體系中的鈣信號、基因調控等生化反應是關係到多種細胞功能和生理過程的重要反應，它們本質上具有子反應速率、反應物分子數目以及反應空間尺度等多方面多尺度特性。以往的研究通常只討論某一最關心尺度，在一定假設基礎上把其他尺度上的各種因素表現在該尺度上，這種單尺度方法忽略了不同尺度上各子反應確定/隨機、連續/離散等不同特徵，不能準確、高效的描述反應，使得一些重要的跨尺度問題難以正確認識和討論，因而急需發展多尺度研究方法。本項目擬針對鈣信號、基因調控等特定生化反應中的多尺度特性，發展適合具體體系的多尺度模擬方法，從而促進該類生化反應的系統、深入研究。
結題摘要
隨著實驗和理論研究水平的不斷進步，亞細胞生化反應的多尺度特性作為揭示細胞信號轉導機制的新增長點日益受到研究者廣泛的關注。本項目根據該類反應同時具備的隨機、確定和離散、連續等特徵，針對胞內鈣信號、基因調控、神經電信號等典型體系，根據研究目的和體系具體特徵開展多尺度建模和模擬研究。項目主要取得如下方面成果：1在非可興奮性細胞激動劑誘導的鈣信號體系中發現了重要的尺度效應引起的介質性質轉遷現象；2 提出了一種新型、適合系統生物學對大跨度系統模擬研究的自適應式多尺度算法；3 套用多尺度研究基礎的“尺度分離”策略對耦合神經元體系多尺度放電節律轉遷問題進行了理論解釋與分析；4 在不同細胞信號體系中討論了多種跨尺度隨機性共存時其作用效果和協同規律。本項目的研究結果對在亞細胞體系生化反應多尺度建模、模擬方法選擇和算法修正等方面為其他研究提供了重要依據和典型例證。
