基因调控网络的分裂方法开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

基因表达调控(GRNs)机制的探索已成为医学和生物科学（如细胞生物学，分子生物学和系统生物学）中心课题之一，具有重要的理论意义和实际应用。例如，肿瘤抑制蛋白p53在很多基本生物过程（发育，衰老和细胞分裂）中起着关键的调控作用。它可以通过其信号途径调控其下游基因，并进一步实现细胞周期阻滞和细胞凋亡。基因调控网络微分方程组一般是非线性的，其解析解很难得到，因此定性分析以及数值模拟成为基因调控网络研究的主要工具。定性方法的主要目标是分析系统的动力学行为（平衡态及其稳定性，极限环及其稳定性，分支与混沌等）。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标：

在具有稳定状态结构的基因调控网络的数值模拟中，分裂法具有很高的效率。根据分裂法的基本性质以及它在基因调控网络方面的应用，构造出在大步长的长时间计算时，比龙格库塔方法更有效更加恰当的新的分裂法。

研究内容：

3. 研究的方法与方案

研究方法：构造算法格式，算法理论分析，数值实验，实验结果分析。

技术路线：研读大量参考文献---通过推导分裂法的相关公式理清思路---通过结合基因表达调控机制网络的背景以及相关知识设计实验---根据前期工作做实验---根据实验结果作出分析。

可行性分析：

4. 研究创新点

分裂法是一类重要的几何积分方法，其基本思想是将向量场分解为可积的两个部分；基因调控是现代分子生物学研究的中心课题之一，它可以应用到细胞生物学，分子生物学和系统生物学。本课题创新处在于针对基因调控网络特殊的加性分块结构构造若干基于Euler方法的分裂方法。

5. 研究计划与进展

1、收集分裂法的相关文献，整理并重复论文中已有的研究。

2、在已有工作的基础上，作简单的改进练习。

3、系统学习一般分裂过程、学习如何将向量场更恰当地分裂；尽可能多的了解基因调控网络的知识，积累较多的数值实验经验。