环状RNA在基因表达调控过程中作用的理论探索

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11901114
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0604.生物与生命科学中的数学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

A large number of biological experiments indicated that circRNA participate in the regulation of many important life processes from different aspects,and closely relate to some complex human diseases. However, circRNA regulatory mechanisms and its biological functions have remained elusive. It is a leading one of the edge in molecular systems biology for the moment. This project will focus on theoretical studies on several scientific hypotheses about the generation and regulation mechanism of circRNA which biologists have been concerning very much. Combined with biological experimental data or evidence, and cross the application of dynamic system theory, information theory, non-equilibrium thermodynamics and other aspects of theory and method, we will focus on: (1) circRNA is generated simultaneously at the early stage of transcription with the precursor RNA or is generated by regulation after transcription. We compare the two kinds of mechanism of quality; (2) comparing the biological functions of different types of circRNA reside inside and outside of the nucleus; (3) the biological characteristics of the corresponding protein in inhibiting the expression of cancer genes after partial circRNA translates into a regulatory protein. Through these studies, we attempt to reveal the essential mechanism of circRNA formation and to clarify the essential role of circRNA in gene expression. The related research not only helps us to understand the formation mechanism of circRNA and its biological functions, but also helps to understand the pathogenesis of human complex diseases.
大量实验研究表明:环状RNA在多个层面上参与重要生命活动的调控,并与人类复杂疾病密切相关。环状RNA的调控机制及其生物学功能由于其重要性且无定论因此成为系统生物学的研究前沿之一。本项目将针对生物学家目前非常关注的环状RNA生成方式与调控机制的科学假设开展理论探索。将结合生物学实验数据或证据,并交叉运用动力系统理论、信息论、非平衡热力学等方面的理论和方法,重点研究:1, 环状RNA是在转录前期与前体RNA同时生成还是在转录后由调控生成的机制,并比较优劣性;2,不同类型的环状RNA在细胞核内外驻留方式的生物学功能,并找出差异性;3,部分环状RNA翻译成功能蛋白在抑制癌症基因表达方面的生物学特性。通过这些研究,试图揭示出环状RNA生成的本质机制和阐明环状RNA在基因表达过程中的本质作用。相关研究不仅有助于理解环状RNA的调控机制和生物学功能,而且有助于理解人类复杂疾病的致病机理。

结项摘要

大量研究事实表明,随机动力系统相关领域的发展,在现实生活中有着广泛的应用。基于此,为了进一步清晰的理解基因表达动力系统中,基因表达稳定性以及能量耗散的关系,同时在当前一个时期,新冠疫情大流行的阶段,精准刻画传染病的传播机制,本研究将随机动力系统的只是应用到两个层面:基因表达层面:提出一种新的基因表达模型不同阶段的刻画模式,将整个系统分解成两个部分,单独考察基因表达的稳定性与能量耗散,此外,对于能量耗散在不同子块之间的对应关系进一步加以区分;传染病动力学刻画层面:1)构建全新的疾病传染模型,将精细化的种群结构纳入考察的范畴;2)将随机最优控制理论引入疾病传播网络,为有效控制疾病传播提供理论支撑;3)在常规传染病的基础上引入分数阶微分方程模型,进一步精准刻画疾病传播动力学的复杂性。借助随机动力系统方面相关的理论研究基础,将这一理论分析应用于以上两个方面,从数据驱动层面,深层次揭示了基因表达的动力学,此外在随机传染病层面,准确刻画了疾病传播的动力学特征,同时提供了最佳的防控治疗手段,为实施传染病的精准防控奠定了相关的研究基础。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Modeling and analytical solution of free energy of complex promoter structure
复杂启动子结构自由能的建模与解析解
  • DOI:
    10.1016/j.cjph.2021.02.008
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Chinese Journal of Physics
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Huang Lifang;Liu Peijiang;Wen Kunwen
  • 通讯作者:
    Wen Kunwen
Impact of information and Lévy noise on stochastic COVID-19 epidemic model under real statistical data
真实统计数据下信息和Lévy噪声对随机COVID-19流行病模型的影响
  • DOI:
    10.1080/17513758.2022.2055172
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal of Biological Dynamics
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Peijiang Liu;Lifang Huang;Anwarud Din;Xiangxiang Huang
  • 通讯作者:
    Xiangxiang Huang
ON ANALYSIS OF FRACTIONAL ORDER MATHEMATICAL MODEL OF HEPATITIS B USING ATANGANA–BALEANU CAPUTO (ABC) DERIVATIVE
应用ATANGANA—BALEANU CAPUTO (ABC)导数分析乙型肝炎分数阶数学模型
  • DOI:
    10.1142/s0218348x22400175
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Fractals-Complex Geometry Patterns and Scaling in Nature and Society
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    ANWARUD DIN;Yongjin Li;Peijiang Liu
  • 通讯作者:
    Peijiang Liu
Impact of information intervention on stochastic dengue epidemic model
信息干预对随机登革热流行模型的影响
  • DOI:
    10.1016/j.aej.2021.03.068
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Alexandria Engineering Journal
  • 影响因子:
    6.8
  • 作者:
    Peijiang Liu;Anwarud Din;Zenab
  • 通讯作者:
    Zenab
Mathematical assessment of the dynamics of the tobacco smoking model: An application of fractional theory
吸烟模型动力学的数学评估:分数理论的应用
  • DOI:
    10.3934/math.2022398
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    AIMS Mathematics
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Peijiang Liu;Taj Munir;Ting Cui;Anwarud Din;Peng Wu
  • 通讯作者:
    Peng Wu

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其他文献

图的k-全染色问题与Gr?bner基求解
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    数学理论与应用
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    熊雪玮;刘培江;王浩华
  • 通讯作者:
    王浩华
Analytical time-dependent distributions for two common signaling systems
两种常见信号系统的分析时间相关分布
  • DOI:
    10.1016/j.cjph.2016.10.025
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Chinese Journal of Physics
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  • 作者:
    杨喜艳;刘培江;张家军
  • 通讯作者:
    张家军
核泄漏事故污染定量分析及处理措施优化[
  • DOI:
    10.12677/aam.2020.910199
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    应用数学进展
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    --
  • 作者:
    陈雷艳;刘培江;朱聿铭;王浩华
  • 通讯作者:
    王浩华
枯草芽孢杆菌中色噪声诱导的ComK基因表达动力学
  • DOI:
    10.15886/j.cnki.rdswxb.2021.03.010
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    陈雷艳;刘培江;王浩华
  • 通讯作者:
    王浩华
Research of Damage Imaging Algorithm in Plate Based on Signal Magnitude
基于信号幅度的板材损伤成像算法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2024-09-14
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    罗聪;邓菲;刘培江;朱晓锦
  • 通讯作者:
    朱晓锦

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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