《多尺度細胞模擬理論和算法研究》是依託大連理工大學,由李燕擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多尺度細胞模擬理論和算法研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李燕
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
生命行為的時-空多尺度特徵給現代多尺度科學研究提出了巨大挑戰。目前尚缺乏可以精確反映細胞微觀-巨觀行為互動耦合的多尺度理論和模型。本項目藉助統計力學、統計動力學理論，開發一個統一框架下的適用於細胞內大分子、亞細胞、細胞到組織水平的時-空多尺度生命行為的模擬理論和算法，進而從理論上和實踐上實現研究細胞通訊、細胞定向運動以及組織模型形成機制。同時，我們將該理論套用於Wnt-β catenin-cadherin通路、integrin-Rac-JNK網路，以及IgCAM通路所介導的細胞黏附、團聚、以及腫瘤細胞轉移和入侵機制等典型多尺度行為的研究，並開展細胞生物學實驗驗證。本項目的成功開展將建立一套研究細胞多尺度生理過程的新理論和新工具，從而為解決複雜生命體系的多尺度問題提供基礎性支持。
結題摘要
生命行為的時-空多尺度特徵給現代多尺度科學研究提出了巨大挑戰。目前尚缺乏可以精確反映細胞微觀-巨觀行為互動耦合的多尺度理論和模型。在該青年項目的支持下，我們成功開發了一套多尺度細胞模擬理論和算法，適用於細胞內大分子、亞細胞、細胞到組織水平的時-空多尺度生命行為的研究。該理論算法重點研究細胞通訊、細胞定向運動以及組織模型形成機制。在該理論和算法的基礎上，我們成功開展了幾個典型的細胞內生化通路、信號轉導網路的模擬研究，主要包括p53蛋白調控機制的模擬分析，細胞分子間的相互作用機制和識別模式研究。同時在單分水平上，我們也嘗試開展了生物大分子動力學模擬，小分子和蛋白質結合研究。該項目的實施已經取得了系列成果，目前共發表SCI論文20餘篇，其中包括了Current Medicinal Chemistry, Soft Matter, RSC Advances，PLoS ONE 和Briefings in Bioinformatics等國際著名期刊，其中IF＞3.0 的論文7篇。該研究為解決複雜生命體系的多尺度問題提供基礎性支持。
