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电子细胞模型Analog-Cell中基因表达调控的模拟实现
  • ISSN号:1000-1239
  • 期刊名称:《计算机研究与发展》
  • 时间:0
  • 分类:TP18[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
  • 作者机构:[1]吉林大学计算机科学与技术学院,长春130012, [2]符号计算与知识工程教育部重点实验室(吉林大学),长春130012, [3]吉林大学数学学院,长春130012, [4]内蒙古民族大学计算机科学与技术学院,内蒙古通辽028043
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(10872077); 国家“八六三”高技术研究发展计划基金项目(2009AA02Z307); 内蒙古自治区自然科学基金项目(20080404MS0908); 内蒙古民族大学博士科研启动基金项目(BS191)
中文摘要:

电子细胞模型的研究是人工生命的重要研究领域之一,Analog-Cell是国内第1个电子细胞图形模型,用于在分子水平上图形化的模拟真核细胞的基因表达过程.扩展的Analog-Cell添加了在基因表达过程中起重要作用的酶和调控因子,利用状态控制机制,设计并实现了转录、mRNA的加工和翻译3个阶段中基因表达调控的主要反应的算法,并结合模拟示例展示了这些算法的运行结果.模拟实验结果表明,设计的算法符合生物学原理,使Analog-Cell具备了一定的图形化模拟基因表达调控反应的能力.最后,指出了上述工作给Analog-Cell带来的新优势,并对下一步工作进行了展望.

英文摘要:

As one of the most important research fields of artificial life(ALife),electronic cell(E-cell) model is to explore new biological phenomena and rules in silico.The analog-cell,which is the first pattern E-cell model in China,could be used to graphically simulate the processes of gene expression of eukaryote cell in molecule level,including transcription,translation and gene mutation.In order to simulate gene expression more lively and more accurately,plenty of important regulation factors and enzymes for gene expression regulation are added into the extended analog-cell.Algorithms of the reaction mechanisms and the processes in the phases of transcription,mRNA processing and translation are also designed and implemented with the state controlling mechanism,such as DNA unwinding,mRNA capping,aminoacylation,translation initiation and translation termination.Under the mechanism of state controlling,each reactant in the analog-cell has different state values in different states,and the state control of the reaction is performed by the shift of the state value of relevant reactants.The mechanism can keep the materials and energy metabolism highly strict and orderly.Simulated results are shown in some instances graphically,and indicate that the designed algorithms are consistent with the rules of biology and the analog-cell is able to simulate gene expression regulation graphically and effectively.The advantages on the analog-cell and the outlooks are also discussed.

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期刊信息
  • 《计算机研究与发展》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院计算技术研究所
  • 主编:徐志伟
  • 地址:北京市科学院南路6号中科院计算所
  • 邮编:100190
  • 邮箱:crad@ict.ac.cn
  • 电话:010-62620696 62600350
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1239
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1777/TP
  • 邮发代号:2-654
  • 获奖情况:
  • 2001-2007百种中国杰出学术期刊,2008中国精品科...,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:40349