《芽殖酵母細胞命運抉擇網路的建模和分子調控機制研究》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由易鳴擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：芽殖酵母細胞命運抉擇網路的建模和分子調控機制研究
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：易鳴
- 依託單位：中國科學院精密測量科學與技術創新研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
細胞命運抉擇在細胞的增殖、衰老、凋亡等細胞生命活動中扮演著重要作用，抉擇的紊亂往往與前列腺癌、乳腺癌等人類重大疾病的發生和發展密切相關，因此細胞命運抉擇網路和分子調控機制的研究是當前一個十分重要的前沿研究課題。我們將以模式生物芽殖酵母為研究對象，以細胞周期調控網路與信號轉導通路之間的對話為切入點，通過整合基因表達譜、轉錄調控以及蛋白與蛋白相互作用等多層次組學數據，重構芽殖酵母細胞命運抉擇分子網路。進一步發展動態網路結構的稀疏最最佳化模型和分解算法，基於非平穩度量最小化標準提高網路模型穩健性，研究非線性動力學性態以及網路統計特徵與生物表型的關係，然後設計生物實驗進行驗證，最終期望揭示精確而魯棒的細胞命運抉擇行為的分子調控機制。我們發展的理論和方法有望套用於命運抉擇紊亂導致的人類複雜疾病分子網路的研究中。
結題摘要
細胞命運抉擇伴隨整個生命過程，在單細胞和多細胞生物體的增殖、分化等過程中起關鍵作用，是細胞生物學研究中最重要的前沿課題之一，揭示精確而魯棒的細胞命運抉擇行為的分子調控機制已經成為系統生物學和定量生物學的研究熱點。理論上，我們建立了一個關於芽殖酵母細胞分子相互作用網路的全模型，證明了由一個核心的三節點前饋調節模組確保了細胞快速停滯及細胞狀態快速可逆；建立了細胞命運抉擇分子調控網路的隨機模型，發現內噪聲和外噪聲滿足一定的近似線性關係的時候確保了高精度的命運抉擇；通過合作發現了細胞周期的START檢驗點由磷酸化Whi5的積分機制調控。實驗上，我們研究了酵母細胞Cell cycle與Mating通路的外界調控因子，通過化學遺傳學的手段，對多胺的代謝調控進行干擾，檢測cell cycle和mating通路的變化；進行了功能小分子的高通量篩選研究，基於蛋白質設計的理念，提出了一個簡單可行的小分子共價配體高通量篩選策略，驗證了其普適性和高效性，並發現了新型的共價小分子抑制劑。通過本項目發展的理論和方法未來將可能套用於命運抉擇紊亂導致的人類複雜疾病分子網路的研究中。
