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基因转录爆发的建模研究

南京大学学报（自然科学版） 2020年第3期56卷 418-429页

作者：李佳云吴人杰南京大学物理学院南京210093

基因转录是细胞最重要的活动之一,涉及众多分子事件,且不同基因间存在显著差异性.建立基因转录的模型有助于理解复杂的转录动力学和调控机制.如何构建合适的转录模型依然具有大的挑战性.近年来的实验发现,转录爆发是一类普遍的转录模式... 详细信息

基因转录是细胞最重要的活动之一,涉及众多分子事件,且不同基因间存在显著差异性.建立基因转录的模型有助于理解复杂的转录动力学和调控机制.如何构建合适的转录模型依然具有大的挑战性.近年来的实验发现,转录爆发是一类普遍的转录模式,揭示其特征(如转录爆发的频率和大小以及激活态和沉默态的持续时间等)和调控机制是当前的研究热点.人们相继提出两态模型和多态模型来理解转录现象.有些模型不再是简单的唯象模型,而是考虑了转录的分子过程,能够深入研究转录的内在机理.结合最近的实验和理论研究,综述不同转录模型的特点、合理性及其适用范围,特别比较了各个模型的优缺点,有助于在研究中选取合适的转录模型.随着单细胞实验技术的发展,构建基因转录的定量模型将起到越来越重要的作用.

关键词：基因转录转录爆发两态模型多态模型适用范围

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硝基苯氨分子的一阶超极化率的色散关系

原子与分子物理学报 2003年第2期20卷 255-260页

作者：王彦华苏燕陶丽敏王传奎山东师范大学物理系原子与分子物理研究室济南250014

在杂化密度泛函理论的水平上研究了硝基苯氨 ( para nitroaniline pNA)分子的几何结构 ,并采用含时密度泛函理论 (TimeDependentDensityFunctionalTheory TDDFT)研究了 pNA分子的非线性光学性质。利用两态模型计算了pNA分子的一阶非线... 详细信息

在杂化密度泛函理论的水平上研究了硝基苯氨 ( para nitroaniline pNA)分子的几何结构 ,并采用含时密度泛函理论 (TimeDependentDensityFunctionalTheory TDDFT)研究了 pNA分子的非线性光学性质。利用两态模型计算了pNA分子的一阶非线性光学超极化率 βz,并讨论了基矢效应和 βz 的色散关系。研究结果表明 ,对于该类分子 ,利用 6 - 31+ +G 基函数组可以得到收敛的结果。对于处于汽相的 pNA分子 ,计算得到的结果和最近的实验结果符合得很好。对于在较低的频率范围内 ,两态模型给出的 βz 的色散关系和实验结果符合得较好 ;在较高的频率范围内。

关键词：硝基苯氨分子 —阶超极化率色散关系杂化密度泛函理论几何结构两态模型非线性光学超极化率

溶剂对N-{4-[(反式)-2-(4-硝基苯基)乙烯基]苯基}-N,N-二苯氨基分子双光子吸收特性的影响

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原子与分子物理学报 2004年第1期21卷 111-114页

作者：陶丽敏赵珂孙元红王传奎山东师范大学物理系

在从头计算的基础上 ,利用两态模型对溶剂对N { 4 [(反式 ) 2 (4 硝基苯基 )乙烯基 ]苯基 } N ,N 二苯氨基分子双光子吸收特性的影响进行了理论研究。计算结果表明 ,溶剂对该分子的双光子吸收截面影响较大 ,双光子吸收截面随着溶剂... 详细信息

在从头计算的基础上 ,利用两态模型对溶剂对N { 4 [(反式 ) 2 (4 硝基苯基 )乙烯基 ]苯基 } N ,N 二苯氨基分子双光子吸收特性的影响进行了理论研究。计算结果表明 ,溶剂对该分子的双光子吸收截面影响较大 ,双光子吸收截面随着溶剂极性的增加而增加。

关键词：双光子吸收截面溶剂两态模型

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真核基因转录爆发的信号转导建模与数据分析

真核基因转录爆发的信号转导建模与数据分析

作者：戚家铭江南大学

学位级别：硕士

随着单细胞转录检测技术的出现,越来越多的研究人员在研究转录时中发现转录过程中RNA生成数量波动极大,RNA的转录速率极不稳定,生成时间极不规律。这个高度随机的现象被称为转录爆发。转录爆发出现在几乎所有的真核生物的转录中,转录涉... 详细信息

随着单细胞转录检测技术的出现,越来越多的研究人员在研究转录时中发现转录过程中RNA生成数量波动极大,RNA的转录速率极不稳定,生成时间极不规律。这个高度随机的现象被称为转录爆发。转录爆发出现在几乎所有的真核生物的转录中,转录涉及的复杂的多级调控过程使得转录爆发的研究极为复杂,其背后的分子机制尚不明确。先进的单细胞检测技术在检验分辨率上存在缺陷,这容易造成两次小的爆发被识别为一次大的转录爆发,这个棘手的问题使得转录爆发理论研究更为复杂。为研究转录爆发的分子机制,本文结合概率论、主方程、计算机模拟等知识从理论的角度对目前转录爆发中尚未解决的问题进行研究。完成的主要结果和内容如下:一、研究了actin 5转录起始速率的单峰与双峰现象,根据actin 5基因序列结合转录一般过程建立actin 5的基因模型,再现了实验中actin起始速率的单峰与双峰现象。分别研究计算了TATA框正常与TATA框变异时actin 5的转录爆发频率,转录爆发大小,以及转录爆发时间等转录动力学参数。另外,研究了TATA变异前后,转录起始与转录重起始的情况。通过动力学参数的比对,研究了actin 5的转录调控机制。二、绕过单细胞技术分辨率的缺陷,提出了两种不同研究转录爆发调节机制的方法情况。基于广泛使用的两态模型,利用Fano因子与标准差研究爆发频率调制数据与转录爆发大小调节数据的情况。研究显示频率调制与来自不同基因启动子的实验数据非常一致,但大小调制不行。转录调控的信息熵加强了这一结论。而且,我们表明支持大小调制的数据可以通过频率调制来解释。在这里,我们提出了两种独立于实验分辨率的方法来分析转录调控之间的关系。结果表明,爆发频率仅受转录激活子调控,因此支持大小调控的数据可通过频率调控实现协调。

关键词：转录爆发随机模拟算法两态模型转录爆发调节机制

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基因转录爆发的信号转导机制

生物信息学 2019年第4期17卷 207-213页

作者：戚家铭王耀来唐旭清江南大学理学院

随着单分子检测技术水平的提高,学术界发现了与传统认知大相径庭的转录现象———转录爆发。基因转录不是连续平稳且波动较小的过程,而是表现出发生时间极不规律、信使RNA产量波动极大的特征。转录爆发本质上是编码和传递调控信号的方... 详细信息

随着单分子检测技术水平的提高,学术界发现了与传统认知大相径庭的转录现象———转录爆发。基因转录不是连续平稳且波动较小的过程,而是表现出发生时间极不规律、信使RNA产量波动极大的特征。转录爆发本质上是编码和传递调控信号的方式。本文综述了转录爆发现象、转录爆发的两态模型、转录爆发信号转导机制以及其重要的生物学意义。最后,指出了该领域亟待解决的问题。

关键词：转录爆发两态模型爆发频率爆发尺度

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一种二茂铁衍生物的一阶超极化率的色散关系

山东师范大学学报（自然科学版） 2005年第4期20卷 30-32页

作者：宋玉志闫循旺刘瑞金黄晓明王传奎山东师范大学物理与电子科学学院济南250014

在含时杂化密度泛函理论的水平上,研究了二茂铁分子的非线性光学性质.计算结果表明,在低能量范围内,二茂铁分子存在一个电荷转移态.利用两态模型计算了分子的一阶非线性超极化率βZ,并讨论了基矢效应和βZ的色散关系,计算结果与实验结... 详细信息

在含时杂化密度泛函理论的水平上,研究了二茂铁分子的非线性光学性质.计算结果表明,在低能量范围内,二茂铁分子存在一个电荷转移态.利用两态模型计算了分子的一阶非线性超极化率βZ,并讨论了基矢效应和βZ的色散关系,计算结果与实验结果符合得较好.

关键词：一阶超极化率两态模型二茂铁衍生物