細胞信號轉(zhuǎn)導復雜系統(tǒng)仿真與評估研究.pdf

1、復雜性科學被譽為是"21世紀的科學"，主要研究復雜系統(tǒng)與復雜性，涉及領域廣泛。其中生物領域的系統(tǒng)最為復雜，與其它領域的系統(tǒng)不同，它們具有一個明顯的特點：擁有“活”的元素。這些“活”元素能夠主動地按照自己的目標與原則行動，并且在行動過程中改變自身的形狀構(gòu)造及行為方式，通過它們之間錯綜復雜的交互涌現(xiàn)出整個系統(tǒng)的宏觀行為。這類系統(tǒng)的研究給復雜系統(tǒng)與復雜性的研究提出了新的挑戰(zhàn)。計算機仿真作為分析、研究各種系統(tǒng)，尤其是復雜系統(tǒng)的重要工具，面對這個

2、新的挑戰(zhàn)，呼喚新的建模與仿真方法。 論文以復雜系統(tǒng)建模與仿真理論為基礎，以生物復雜系統(tǒng)——細胞信號轉(zhuǎn)導網(wǎng)絡為立題背景，開展建模與仿真研究。本文基于多Agent系統(tǒng)提出了一種新穎的建模與仿真方法，采用多層次的離散空間和多樣的Agent模型在介觀水平上描述ST網(wǎng)絡，并在RePast仿真平臺上實現(xiàn)了MAPK信號轉(zhuǎn)導通路和RKIP調(diào)控的ERK信號轉(zhuǎn)導通路的仿真，同時將仿真應用于對MAPK信號通路的干擾實驗，仿真的結(jié)果與相關文獻給出的結(jié)果

3、一致。通過多方面的仿真實驗證明了：應用我們的方法進行仿真，可以簡單快捷地研究細胞如何通過內(nèi)部復雜的信號轉(zhuǎn)導網(wǎng)絡實現(xiàn)對環(huán)境信號的響應，而且能夠方便地應用于探索未知感興趣的現(xiàn)象，代替生物實驗測試假說和進行預測。 另一方面，由于仿真對象的復雜程度不斷增加，使得仿真的可信度問題日益重要，只有保證了仿真的可信度，最終的仿真結(jié)果才有實際應用的價值，仿真的可信度問題是評價仿真成功與否的重要指標。因此，本文分析和總結(jié)了現(xiàn)有可信度評估方法的優(yōu)缺點