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寧波浪力儀器有限公司（余姚市朗海科教儀器廠）
2021-08-23
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廣東天智實(shí)業(yè)有限公司
2021-08-23
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揭示出非馬氏生化反應(yīng)系統(tǒng)的本質(zhì)特性
長期以來，生化反應(yīng)系統(tǒng)的建模與分析依賴于馬氏假設(shè)，即反應(yīng)物的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)不受以前狀態(tài)的影響，而僅受當(dāng)前狀態(tài)的影響。然而，這種無記憶的假設(shè)是非常理想化的，實(shí)際的反應(yīng)系統(tǒng)是帶有記憶的，例如許多生物學(xué)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)：分子記憶廣泛存在于基因表達(dá)調(diào)控系統(tǒng)中，并對基因表達(dá)水平有重要影響。由于分子記憶能夠?qū)е路邱R氏反應(yīng)運(yùn)動(dòng)學(xué)，以及由于經(jīng)典的馬氏理論不能夠直接應(yīng)用于非馬氏反應(yīng)過程的建模與分析，從而導(dǎo)致許多理論挑戰(zhàn)。經(jīng)過對非馬氏生化反應(yīng)系統(tǒng)的多年研究，作者建立起一套實(shí)用的理論與方法，主要包括靜態(tài)廣義化學(xué)主方程（stationary generalized chemical master equation）、靜態(tài)廣義福克-普朗克方程（stationary generalized Fokker-Planck equation）和靜態(tài)廣義線性噪聲逼近（generalized linear noise approximation），揭示出：盡管各個(gè)反應(yīng)物的暫態(tài)動(dòng)力學(xué)可能是非馬氏的，但生化反應(yīng)系統(tǒng)的整個(gè)微觀變量隨時(shí)間演化最后都變成馬氏變量，不管反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淙绾螐?fù)雜以及不管特征化分子記憶的等待時(shí)間分布的形式如何復(fù)雜。這三種一般性格式開辟了研究復(fù)雜生物分子系統(tǒng)的新方向，具有寬廣的應(yīng)用前景，特別是能夠幫助人們發(fā)現(xiàn)新的生物學(xué)知識(shí)。
中山大學(xué)
2021-04-13