آناليز ديناميكي چرخه ي سلولي مخمر با استفاده از مدل احتمالي ماركوف

مقدمه: چرخه سلولي يكي از مهم‌ترين شبكه‌هاي تنظيمي است كه وظيفه كنترل، رشد و تكثير يك سلول را بر عهده دارد. با توجه به ارتباط بين چرخه سلولي و سرطان و از طرفي پيچيدگي اين شبكه به لحاظ تعاملات پيچيده بين ژن‌ها و پروتئين‌هاي مختلف، لزوم مطالعه آن با استفاده از مدل‌هاي محاسباتي احساس مي‌گردد. شواهد آزمايشگاهي بسياري وجود رفتار‌هاي تصادفي در تعاملات بين ژن‌ها و پروتئين‌ها، در شبكه‌هاي تنظيمي ژني را تأييد مي‌كند. فاكتور‌هاي ژنتيكي، ديناميك‌هاي تنظيمي در سطوح ميكروسكوپيك، نرخ‌هاي رونويسي از ژن‌ها و بسياري عوامل ديگر كه وابسته به شرايط محيط مي‌باشند، همگي سبب بروز رفتارهاي تصادفي در سيستم بيولوژيك مي‌شوند. روش: هدف اين مطالعه، ارائه يك مدل احتمالي ماركوف براي شبيه‌سازي تعاملات بين پروتئين‌ها در شبكه پيچيده چرخه سلولي مخمر و پيش‌بيني سطح فعاليت پروتئين‌ها است. ارتباط بين وزن تعاملات پروتئين/ژن ها در شبكه چرخه سلولي با احتمالات تغيير فاز با روش آناليز حساسيت محلي بررسي مي‌شود.نتايج: با استفاده از اين مدل، احتمال گذار بين فازهاي مختلف چرخه سلولي در حضور سطوح مختلف نويز بررسي گرديد و اثبات شد مسير چرخه سلولي بالاترين احتمال را در بين تمام مسيرهاي محتمل براي سلول دارد. با انجام آناليز حساسيت، همبستگي بين وزن تعاملات بين پروتئين‌ها و احتمال گذار بين فازهاي مختلف چرخه سلولي محاسبه گرديد.نتيجه گيري: با استفاده از نتايج آناليز حساسيت مي‌توان پيش‌بيني كرد مداخلات مختلف در شبكه چه اثري بر احتمال گذار بين فازهاي مختلف چرخه سلولي مي‌گذارد، لذا فرضيه‌هايي قابل تست در محيط آزمايشگاهي پيشنهاد مي‌دهد. مدل اين مطالعه پايداري چرخه ي سلولي در حضور سطوح متوسط نويز را اثبات مي‌كند.