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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2022-09-02
摘要
細胞中生化途徑的複雜調節是由更簡單的調節結構的相互作用引起的。在基本的調控設計中，基因表現的回饋抑制是基因調控中最常見的基序，也是自然界中常見的控制結構。在這項工作中，我們研究了基因組織中的一個常見結構特徵（延遲回饋），並從理論和實驗證明了其在負向自動調節系統中的基因表現動力學中微妙但重要的功能作用。使用具有不同現實水平的簡單確定性和隨機模型，我們提出了負向自動調節轉錄迴路的詳細理論表示，在抑制回饋的建立中增加了延遲。針對參數和延遲長度的變化，對有延遲和無延遲的電路模型進行了分析和數值研究。分析研究了兩個系統圍繞著唯一正穩態的正不變性、解的有界性、局部和全局漸近穩定性。瞬態時間動態的存在在數學上得到了證明。兩種模型電路的比較表明，儘管長期動態穩定且不受抑制延遲的影響，但隨著延遲的增加，瞬態動態特徵存在有趣的變化。理論預測透過類似設計的實驗所建構的基因電路得到驗證。這種理論和實驗相結合的研究有助於描述延遲引起的不穩定性的相反影響，以及通路行為中負反饋的穩定性增強特性，並為真實生化通路中大量類似設計提供了理論基礎。