干旱胁迫条件下C3植物光合作用生命系统协同性与鲁棒性系统生物学研究

协同性与鲁棒性是复杂系统最为本质的特征之一。在扰动条件下，生命系统通过协同的动态调整来维护其状态与功能的稳定，从而尽可能地适应环境的变化，以体现系统的鲁棒性。定量的理解在生命系统动态调整过程中，系统协同性对系统鲁棒性的贡献，将加深我们对生命系统本质规律的认识。在以往的工作中，我们通过计算发现：相对于正常条件下，扰动条件下的C3植物光合代谢系统中各个通路间的协同性大大提高了，系统通过更加密切的协同性来维护自身代谢状态的稳定，进而通过一个尽可能稳定的代谢状态来维护系统功能的稳定。那么，在干旱胁迫条件下，运用多种先进的实验技术系统地获取拟南芥等模式C3植物光合作用生命系统的多层次的关键参数，并在此基础上通过定量的理论方法，更为全面和系统的理解在干旱胁迫条件下C3植物光合代谢系统在基因调控层次的系统干预下，其系统中整体的协同性对系统鲁棒性的贡献，将丰富和加深我们对C3植物光合作用系统的定量理解。

本课题原本的计划是进行植物代谢网络的定量系统生物学研究，但在2012年，也就是课题执行的一开始，我本人由复旦大学计算系统生物学研究中心转入到复旦大学生命科学学院，为了配合转入团队的方向，本课题实际执行的是利用定量系统生物学方法研究肿瘤代谢的课题。.我们的问题是：既然糖酵解通路存在化学振荡的可能，而且肿瘤细胞又选择了糖酵解途径作为主要能量代谢途径，那么糖酵解途径的化学振荡对肿瘤细胞有何生物学意义？该课题需要较强的生物学基础和物理学基础，尤其对在单分子和单细胞水平检测活细胞动态数据的实验设备与数据处理方法有较高要求。.期间，为了顺利推进研究工作，我们通过与公司合作搭建单细胞显微分析平台以及到校外借用单分子超分辨显微镜，经历了生物学动态（单细胞、单分子）数据与物理学理论分析交互融合的整个过程。.通过研究，我们对上述这样一个长久以来没有答案的问题提出了有充分理论与实验依据的解释。目前，我们的文章初稿已经经过了多次重写和修改。但是由于我们对这篇文章期待比较高，而且，目前同类研究方法的范例很少（目前，国内只有北大谢晓亮组和汤超组在进行类似工作），使得文章目前还处于修改的过程中，估计完成结题后才能投出文章。