搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基因转录调控系统中的色噪声诱导转化研究

王参军

引用本文:
Citation:

基因转录调控系统中的色噪声诱导转化研究

王参军

Colored noise induced switch in the gene transcriptional regulatory system

Wang Can-Jun
PDF
导出引用
  • 研究了基因转录调控系统中的色噪声诱导蛋白质浓度转换现象. 据Novikov定理和Fox近似方法得到相应的Fokker-Planck方程, 给出稳态概率分布函数、蛋白质浓度平均值及其平均首通时间的近似表达式, 分析了噪声的自关联时间对稳态概率、平均值和平均首通时间的影响. 研究表明, 分解率的噪声的自关联时间引起蛋白质的浓度经历了关开的转换; 合成率的噪声的自关联时间引起蛋白质的浓度经历了开关转换. 然而, 随着两种自关联时间的增大, 平均首通时间增大, 即蛋白质浓度之间的转换变得困难. 数值模拟结果与理论预测基本符合.
    The colored noise induced switch in the gene transcriptional regulatory system is investigated. The approximate Fokker-Planck equation is obtained based on the Novikov theorem and the Fox approach. The explicit expressions of the steady state probability distribution, the mean value, and the mean first passage time are derived. After the numerical computations, these results show that the TF-A monomer concentration switches from the off position to the on position with the self-correlation time of the multiplicative noise increasing. The TF-A monomer concentration switches from the on position to the off position with the self-correlation time of the additive noise increasing. With the two kinds of the self-correlation time increasing, the mean first passage time becomes large, namely, the TF-A monomer concentration switch becomes difficult. The theoretical predictions are found to be in basic agreement with numerical results.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11047146, 10865006)、陕西省自然科学基金(批准号: 2010JQ1014)、陕西省教育厅自然科学基金(批准号: 09JK331)和宝鸡文理学院重点科研项目(批准号: ZK0954)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11047146, 10865006), the Science Foundation of the Education Bureau of Shaanxi Province of China (Grant No. 09JK331), the Natural Science Foundation of Shaanxi Province of China (Grant No. 2010JQ1014), and the Science Foundation of Baoji University of Science and Arts of China (Grant No. ZK0954).
    [1]

    Hu G 1994 Stochastic Forces and Nonlinear Systems (Shanghai: Shanghai Scientific and Technological Education Press) (in Chinese ) [胡岗 1994 随机力与非线性系统 (上海: 上海科技教育出版社)]

    [2]

    Landa P S, McClintock P V E 2000 Phys. Rep. 323 1

    [3]

    Gammaitoni L, Hänggi P, Jung P, Marchesoni M 1998 Rev. Mod. Phys. 70 223

    [4]

    Li J H 2002 Phys. Rev. E 66 031104

    [5]

    Ning L J, Xu W 2007 Acta Phys. Sin. 56 1944 (in Chinese ) [宁丽娟, 徐伟 2007 物理学报 56 1944]

    [6]

    Jia Y, Li J R 1997 Phys. Rev. Lett. 78 994

    [7]

    Castro F, Sáchez A D, Wio H S 1995 Phys. Rev. Lett. 75 1691

    [8]

    Cao L, Wu D J, Ke S Z 1995 Phys. Rev. E 52 3228

    [9]

    Jia Y, Li J R 1996 Phys. Rev. E 53 5764

    [10]

    Luo X Q, Zhu S Q 2001 Acta Phys. Sin. 51 0977 (in Chinese ) [罗晓琴, 朱士群 2001 物理学报 51 0977]

    [11]

    Wang C J, Chen S B, Mei D C 2006 Chin. Phys. 15 1435

    [12]

    Ai B Q,Wang X J , Liu G T, Liu L G 2003 Phys. Rev. E 67 022903

    [13]

    Mei D C , Xie G Z, Zhang L 2004 Eur. Phys. J. B 41 107

    [14]

    Wang C J, Wei Q, Mei D C 2007 Modern Phys. Lett. B 21 789

    [15]

    Wang C J, Wei Q, Zheng B B, Mei D C 2008 Acta Phys. Sin. 57 1375 (in Chinese) [王参军, 魏群, 郑宝兵, 梅冬成 2008 物理学报 57 1375]

    [16]

    Dubkov A A, Agudov N V, Spagnolo B 2004 Phys. Rev. E 69 061103

    [17]

    Jia Z L 2008 Chin. Phys. Lett. 25 1209

    [18]

    Agudov N V, Spagnolo B 2001 Phys. Rev. E 64 035102

    [19]

    Zhu S 1993 Phys. Rev. A 47 2405

    [20]

    Zhang L Y, Cao L, Wu D J 2002 Acta Phys. Sin. 52 1174 (in Chinese) [张良英, 曹力, 吴大进 2002 物理学报 52 1174]

    [21]

    Spagnolo B, Valenti D, Fiasconaro A 2004 arXiv:q-bio. PE/0403004 and references

    [22]

    Vilar J M G, Solé R V 1998 Phys. Rev. Lett. 80 4099

    [23]

    Zhong W R, Shao Y Z, He Z H 2006 Chin. Phys. Lett. 23 742

    [24]

    Nie L R, Mei D C 2007 Eur. Phys. Lett. 79 20005

    [25]

    Paulsson J 2004 Nature 427 415

    [26]

    Raser J M, O’Shea Erin K 2005 Science 309 2010

    [27]

    Smolen P, Baxter D A, Byrne J H 1998 Am. J. Physiol. 274 C531

    [28]

    Smolen P, Baxter D A, Byrne J H 1999 Am. J. Physiol. 277 C777

    [29]

    Liu Q, Jia Y 2004 Phys. Rev. E 70 041907.

    [30]

    Wang C J, Mei D C 2008 Acta Phys. Sin. 57 3983 (in Chinese ) [王参军, 梅冬成 2008 物理学报 57 3983]

    [31]

    Wang J Y, Zhu C L, Jia Y, Li J R 2006 Chin. Phys. Lett. 23 1398

    [32]

    Wang C J 2010 Chin. Phys. B 19 030503

    [33]

    Liu X M, Xie H Z, Liu L G, Li Z B 2009 Physica A 388 392

    [34]

    Zeng C H, Xie C W 2008 Chin. Phys. Lett. 25 1587

    [35]

    Liang G Y, Cao L, Wu D J 2004 Physica A 335 371

    [36]

    Mei D C, Xie G Z, Cao L, Wu D J 1999 Phys. Rev. E 59 3880

    [37]

    Masoliver J, West B J, Lindenbergerg K 1987 Phys. Rev. A 35 3086

  • [1]

    Hu G 1994 Stochastic Forces and Nonlinear Systems (Shanghai: Shanghai Scientific and Technological Education Press) (in Chinese ) [胡岗 1994 随机力与非线性系统 (上海: 上海科技教育出版社)]

    [2]

    Landa P S, McClintock P V E 2000 Phys. Rep. 323 1

    [3]

    Gammaitoni L, Hänggi P, Jung P, Marchesoni M 1998 Rev. Mod. Phys. 70 223

    [4]

    Li J H 2002 Phys. Rev. E 66 031104

    [5]

    Ning L J, Xu W 2007 Acta Phys. Sin. 56 1944 (in Chinese ) [宁丽娟, 徐伟 2007 物理学报 56 1944]

    [6]

    Jia Y, Li J R 1997 Phys. Rev. Lett. 78 994

    [7]

    Castro F, Sáchez A D, Wio H S 1995 Phys. Rev. Lett. 75 1691

    [8]

    Cao L, Wu D J, Ke S Z 1995 Phys. Rev. E 52 3228

    [9]

    Jia Y, Li J R 1996 Phys. Rev. E 53 5764

    [10]

    Luo X Q, Zhu S Q 2001 Acta Phys. Sin. 51 0977 (in Chinese ) [罗晓琴, 朱士群 2001 物理学报 51 0977]

    [11]

    Wang C J, Chen S B, Mei D C 2006 Chin. Phys. 15 1435

    [12]

    Ai B Q,Wang X J , Liu G T, Liu L G 2003 Phys. Rev. E 67 022903

    [13]

    Mei D C , Xie G Z, Zhang L 2004 Eur. Phys. J. B 41 107

    [14]

    Wang C J, Wei Q, Mei D C 2007 Modern Phys. Lett. B 21 789

    [15]

    Wang C J, Wei Q, Zheng B B, Mei D C 2008 Acta Phys. Sin. 57 1375 (in Chinese) [王参军, 魏群, 郑宝兵, 梅冬成 2008 物理学报 57 1375]

    [16]

    Dubkov A A, Agudov N V, Spagnolo B 2004 Phys. Rev. E 69 061103

    [17]

    Jia Z L 2008 Chin. Phys. Lett. 25 1209

    [18]

    Agudov N V, Spagnolo B 2001 Phys. Rev. E 64 035102

    [19]

    Zhu S 1993 Phys. Rev. A 47 2405

    [20]

    Zhang L Y, Cao L, Wu D J 2002 Acta Phys. Sin. 52 1174 (in Chinese) [张良英, 曹力, 吴大进 2002 物理学报 52 1174]

    [21]

    Spagnolo B, Valenti D, Fiasconaro A 2004 arXiv:q-bio. PE/0403004 and references

    [22]

    Vilar J M G, Solé R V 1998 Phys. Rev. Lett. 80 4099

    [23]

    Zhong W R, Shao Y Z, He Z H 2006 Chin. Phys. Lett. 23 742

    [24]

    Nie L R, Mei D C 2007 Eur. Phys. Lett. 79 20005

    [25]

    Paulsson J 2004 Nature 427 415

    [26]

    Raser J M, O’Shea Erin K 2005 Science 309 2010

    [27]

    Smolen P, Baxter D A, Byrne J H 1998 Am. J. Physiol. 274 C531

    [28]

    Smolen P, Baxter D A, Byrne J H 1999 Am. J. Physiol. 277 C777

    [29]

    Liu Q, Jia Y 2004 Phys. Rev. E 70 041907.

    [30]

    Wang C J, Mei D C 2008 Acta Phys. Sin. 57 3983 (in Chinese ) [王参军, 梅冬成 2008 物理学报 57 3983]

    [31]

    Wang J Y, Zhu C L, Jia Y, Li J R 2006 Chin. Phys. Lett. 23 1398

    [32]

    Wang C J 2010 Chin. Phys. B 19 030503

    [33]

    Liu X M, Xie H Z, Liu L G, Li Z B 2009 Physica A 388 392

    [34]

    Zeng C H, Xie C W 2008 Chin. Phys. Lett. 25 1587

    [35]

    Liang G Y, Cao L, Wu D J 2004 Physica A 335 371

    [36]

    Mei D C, Xie G Z, Cao L, Wu D J 1999 Phys. Rev. E 59 3880

    [37]

    Masoliver J, West B J, Lindenbergerg K 1987 Phys. Rev. A 35 3086

  • [1] 刘小娟, 李占琪, 金志刚, 黄智, 魏加争, 赵存陆, 王战涛. 电驱动引发液滴弹跳过程中的能量转换. 物理学报, 2022, 71(11): 114702. doi: 10.7498/aps.71.20212133
    [2] 靳艳飞, 李贝. 色关联的乘性和加性色噪声激励下分段非线性模型的随机共振. 物理学报, 2014, 63(21): 210501. doi: 10.7498/aps.63.210501
    [3] 汪志云, 陈培杰, 张良英. 色关联噪声驱动下双模激光随机共振. 物理学报, 2014, 63(19): 194204. doi: 10.7498/aps.63.194204
    [4] 李贝, 靳艳飞. 色关联的色噪声驱动的分段非线性模型的平均首次穿越时间. 物理学报, 2013, 62(15): 150503. doi: 10.7498/aps.62.150503
    [5] 王国威, 徐大海, 程庆华. 色关联噪声对林木Logistic生长模型的影响. 物理学报, 2013, 62(22): 224208. doi: 10.7498/aps.62.224208
    [6] 杨亚强, 王参军. 双色噪声激励下FHN神经元系统的稳态性质. 物理学报, 2012, 61(12): 120507. doi: 10.7498/aps.61.120507
    [7] 刘志宏, 周玉荣, 张安英, 庞小峰. 色关联噪声驱动下非线性神经元模型的相干共振. 物理学报, 2010, 59(2): 699-704. doi: 10.7498/aps.59.699
    [8] 陈德彝, 王忠龙. 偏置信号调制下噪声关联的周期调制对单模激光随机共振的影响. 物理学报, 2009, 58(5): 2907-2913. doi: 10.7498/aps.58.2907
    [9] 陈德彝, 王忠龙. 色噪声间关联的周期调制对单模激光随机共振的影响. 物理学报, 2009, 58(1): 102-106. doi: 10.7498/aps.58.102
    [10] 王参军, 魏 群, 郑宝兵, 梅冬成. 色噪声驱动的肿瘤细胞增长系统的瞬态性质:平均首通时间. 物理学报, 2008, 57(3): 1375-1380. doi: 10.7498/aps.57.1375
    [11] 王朝庆, 徐 伟, 张娜敏, 李海泉. 色噪声激励下的FHN神经元系统. 物理学报, 2008, 57(2): 749-755. doi: 10.7498/aps.57.749
    [12] 王参军, 梅冬成. 色交叉关联噪声对基因转录调节系统的影响. 物理学报, 2008, 57(7): 3983-3988. doi: 10.7498/aps.57.3983
    [13] 宁丽娟, 徐 伟, 杨晓丽. 色关联噪声驱动的非对称双稳系统中平均首次穿越时间的研究. 物理学报, 2007, 56(1): 25-29. doi: 10.7498/aps.56.25
    [14] 郭永峰, 徐 伟, 李东喜. 色噪声驱动的双奇异随机系统随时间演化的熵变化率上界. 物理学报, 2007, 56(10): 5613-5617. doi: 10.7498/aps.56.5613
    [15] 张良英, 曹 力, 金国祥. 色噪声驱动下调幅波的单模激光随机共振. 物理学报, 2007, 56(9): 5093-5097. doi: 10.7498/aps.56.5093
    [16] 谢文贤, 徐 伟, 蔡 力. 色噪声驱动的双奇异随机系统的熵流与熵产生. 物理学报, 2006, 55(4): 1639-1643. doi: 10.7498/aps.55.1639
    [17] 李 月, 路 鹏, 杨宝俊, 赵雪平. 用一类特定的双耦合Duffing振子系统检测强色噪声背景中的周期信号. 物理学报, 2006, 55(4): 1672-1677. doi: 10.7498/aps.55.1672
    [18] 徐 伟, 靳艳飞, 徐 猛, 李 伟. 偏置信号调制下色关联噪声驱动的线性系统的随机共振. 物理学报, 2005, 54(11): 5027-5033. doi: 10.7498/aps.54.5027
    [19] 李 月, 杨宝俊, 石要武. 色噪声背景下微弱正弦信号的混沌检测. 物理学报, 2003, 52(3): 526-530. doi: 10.7498/aps.52.526
    [20] 罗晓琴. 非线性系统中的关联色噪声. 物理学报, 2002, 51(5): 977-981. doi: 10.7498/aps.51.977
计量
  • 文章访问数:  5558
  • PDF下载量:  430
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-02-25
  • 修回日期:  2011-04-11
  • 刊出日期:  2012-01-05

/

返回文章
返回