细胞应对DNA损伤调控机制的动力学分析

发布时间：2020-11-15 06:50

　　 细胞受到外界刺激时会导致DNA损伤,从而激活细胞内抑制基因的大量表达,这种防御机制能够保护基因组的完整性和抑制肿瘤发生.p53是重要的肿瘤抑制基因,该基因编码一种分子量为53kDa的蛋白质,在预防肿瘤发生中发挥着至关重要的作用.当细胞基因受到损伤时,p53的浓度水平决定细胞的命运,低水平的p53导致暂时性的生长停滞和细胞存活,而高水平的p53促进不可逆的细胞凋亡.另外,转录和翻译是细胞基因表达的基本步骤,它们都是速度缓慢而且非常复杂的过程.因此,时间延迟在基因表达中是不可避免的.同时,很多工作已经证明时滞会使系统产生振荡,所以研究时滞在p53网络中的作用是非常重要的.本文把时滞加入到p53网络中试图通过研究p53的动力学行为找到调控p53浓度水平的主要因素,从而为肿瘤和癌症的治疗提供新的途径.主要内容如下:第一章,简单叙述了p53的研究背景和研究意义、p53基因网络模型的发展和用到的定理、定义等.第二章,我们根据实验数据改进了一个三维的带有两个时滞的p53网络数学模型,旨在了解Mdm2基因表达中转录和翻译所需的时间延迟如何影响p53-Mdm2网络的振荡行为.首先,把时滞作为分支参数,通过分析相关特征方程,研究了模型正平衡点处的渐进稳定性和确定了Hopf分支存在的条件.此外,通过应用规范型理论和中心流形定理确定了分支周期解的方向、稳定性和周期变化.最后,进行数值模拟来说明主要结果.第三章,在第二章的基础上,我们对三维模型加以改进,得到一个五维的含有两个时滞的P53网络数学模型.运用第二章相同的方法研究了模型正平衡点处的渐进稳定性和确定了Hopf分支存在的条件及分支的性质.另外,除了考虑时滞的决定性作用外,还分别考虑了五个主要模型参数与时滞一起作用时对系统动力学的影响.最后,进行数值模拟来说明主要结果.第四章,总结全文并详细介绍了本文的创新点和不足之处。
【学位单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R730.2;O175
【部分图文】：

?第２鶯多时滞Ｐ５３－Ｍｄｍ２网铬系统的稳定性和分支分析???第２章多时滞ｐ５３－Ｍｄｍ２网络系统的稳定性和分支分析??为了研宂时滞对网络动力Ｐ行为的勝响，本：章我们对一个带有双时滞的??三维Ｐ５３网络模型进行了动力学研究．首先简要介绍了本章的趼宄模型，然后数学方法分别研宂了模型的正乎衡点的稳定性、Ｈ〇Ｐｆ分支存在的条件和Ｈｏｐｆ分??支的方向及稳定性，最盾通过数Ｉｔ模拟，验证我们的理论结论．??２．１?ｐ５３－Ｍｄｍ２网络模型介绍??■

⑷?⑷??图２．２⑷在Ｇｅｖａ的工作基础上，图２．１中复杂的关系图可以被简化．（６）是仅涉??及细胞核内ｐ５３和Ｍｄｍ２的的简化图．ｎ是转录时间延迟，其包括转录，延伸，??拼接，Ｍｄｍ２转录中ｍＲＮＡ的输出和转运所需的时间，巧是由Ｍｄｍ２?ｍＲＮＡ翻译??成Ｍｄｍ２蛋＿所需的翻译时间延迟．．ｒ．是Ｔｉ和总和？??值得柱意的是，在Ｇｅｖａ模＿＿｜８中Ｓｉｇｎａｌ的抑制因．子遵循与：Ｍｄｍ＊２类似的动力学．，??因此Ｓｉｇｎａｌ在Ｐ５３－Ｍｄｍ２网络中被抑制，从而形成两个负反馈回路，详见［２５］．?Ｇｅ－??ｍ通过研究模型（２．１．１）和研究随机性对模型反应的影响，Ｘ＾Ｐ５３系统中负反馈环??进行理论分析．他们发现通过将长波长噪声添加到不同的模型参数，模型（２，１．１）可??以捕捉到Ｐ５３的动态变化．然而，在Ｐ５３系统中时间延迟的确切作用尚未被研究．此??夕卜

（ｃ）?ｔ?＝?０．５?ｈｏｕｒ?｛ｄ）?ｒ?＝?０．５?ｈｏｕｒ??２．３通过系统（２．１．２）描述时滞在ｐ５３－Ｍｄｍ２网络中的作用．⑷当ｒ?＝?０时，系??在平衡点处是渐近稳定的．（６）当ｒ?＝?０．３?＜?ｒ０?＝?０．３８５６时，系统在平衡点处是??近稳定的．⑷和⑷＝?０，５?＞?ｔ〇?＝?０．３８５６时，系统产生稳定的周期解．??２）／３２决定系统分支周期的稳定性：＜?０（馬＞?０）时，分支的周期解是轨道渐??稳定的〔不稳定：的??３）Ｔ２决定分支周期的增大或减少：当７２?＞?ｏ（ｒ２?＜?０）时，分支的周期是增大的（减??的）．??２．４?ｐ５３－Ｍｄｍ２网络数值模拟??在本节中，我们对系统进行数值模拟，结合理论方法和动力学模拟研宄时滞??对Ｐ５３－Ｍｄｍ２网络动力学行为的影响．在下面的数值模拟中，除非特别指定，否则??模型参数的所有值都使用表２．１中的固定值此，很容易验证系统（２．１．２）具有唯??
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本文编号：2884474