地区：上海市 宝山区
关键词：河南大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000002335
成果描述：
| 该项目依托国家自然基金、河南省科技厅基础与前沿项目及河南大学自然基金，项目成果属于信息科学与系统科学、数学和生命科学交叉领域的基础与应用研究成果。系统生物学是系统科学与信息科学、生命科学、数学、计算机等的交叉研究领域，是国家中长期科技规划面向国家重大战略需求的基础研究领域，是基金委十二、十三五发展规划优先部署和积极推动发展的领域。生命系统可用生物网络描述。对生物网络的研究有助于人们系统的理解生命现象的发展及演化，解释疾病发病机理或作物抗逆机制，寻找药物靶标或植物非生物胁迫响应关键基因。对网络医学或分子育种具有重要理论和应用价值。该项目围绕生物网络的建模与统计分析，由简单模体逐步上升到网络层次研究，由模体功能、演化机制研究逐步到模体在网络统计分析中的应用,最终到具体生物问题的研究。阐明了若干简单网络模体的结构与动力学、功能之间的关系，解释了网络模体的进化机制；利用主成分分析等统计方法结合网络模体概念提出识别分子网络中关键节点的算法；同时克隆了油菜中基因BnIMPα并且系统地研究了这一基因的功能特征，为相关工程研究、网络医学应用及分子育种奠定了坚实的基础。该项目立足国际前沿，注重数学及统计模型的建立、研究方案和算法设计、理论与实际应用结合。通过项目研究，获得如下科学发现：1)提出了生物分子网络中统计识别关键节点的两个新算法，可很好地对生物分子重要性进行排序。2)通过微分方程建模及动力学分析，阐明了一些简单基因环路的结构与功能、动力学之间的关系，一定程度上解释了某些基因环路被进化选择的原因。3)研究了有色噪声诱导的随机及同步切换，深入分析了与白噪声诱导的行为的差异，阐明了有色噪声在双稳基因调控环路中的作用。4)基于复制变异机制和统计分析方法，阐明了生物分子网络中网络模体的演化机制。5)克隆了油菜中输入蛋白α基因并且系统地研究了该基因的功能，为基于该基因的分子育种研究奠定基础。该项目至2015年1月发表SCI及EI论文19篇,包括1篇SCI一区，2篇二区和8篇三区论文。两篇2014年发表的论文他引均在10次以上，包括统计物理领域国际领军人物H.E.Stanley课题组在国际著名SCI一区top期刊Nature Communications上的引用、浙江大学孙优贤院士课题组在国际著名SCI二区top期刊IEEE Transactions on Signal Processing上的引用等。获IEEE国际电路与系统学会最佳应用论文奖1项、河南省教育厅自然科学优秀学术成果奖和论文奖一等奖各1项、河南省自然科学优秀论文奖3项、山东省统计科学技术成果一等奖1项、培育农作物新品种1项等。形成的科研成果产生了较大学术影响,为中国及该省科技进步发挥了重要作用。 |
