细胞内随机时－空模拟理论、计算方法及在计算系统生物学中的应用

本项目旨在开发细胞内随机时-空模拟理论和算法，即通过构建基于真实细胞的研究模型，研究细胞内反应-扩散并耦合随机性体系的模拟理论和算法。进而从理论上，实现研究真实细胞体系下的细胞内信号随机效应耦合胞内腔室化、分子非均相分布、动力学局域化等因素对细胞内信号转导、生化反应等复杂生命过程的调控作用和机理。同时，本研究将该理论应用于两个典型的胞内生化过程的模拟和分析，即细胞色素P450酶催化通路和TNFα介导的NF-κB信号转导通路，阐明该通路中的随机时-空效应对酶催化和信号转导的影响和机制。本项目的成功将建立一套研究细胞内随机时-空效应的新理论和新工具，不仅为解决复杂生命体系的随机时-空模拟提供新方法，同时对计算系统生物学的理论和方法的发展也具有重要推动作用。