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本文研究了关联随机力作用下时间延迟的基因转录调节系统。运用小延迟时间近似,最陡降近似和绝热近似理论,分别得到了定态几率分布函数(Pst(x)),跃迁速率(v)和信噪比(RSNR)的表达式。分析了交叉关联强度λ和延迟时间τ对基因转录调节系统的稳态统计性质,瞬时统计性质和随机共振的影响。
研究结果表明:首先,随着延迟时间τ.的增加,蛋白质浓度x(t)逐渐地从高浓度态向低浓度态移动,同时定态几率分布函数出现了从双峰到单峰的变化。因此延迟时间可以作为基因开关的一个控制参量。其次,延迟时间τ对蛋白质浓度x(t)从高浓度态到低浓度态跃迁速率的影响存在一个临界值Tc。在临界值上下,延迟时间诱导了不同的动力学性质。跃迁速率v随加性噪声强度α的变化展现了非单调行为,即:(i)当延迟时间τ<τc时,跃迁速率v随α的变化展现了极小值,那就是跃迁过程的抑制效应;(ii)当延迟时间τ>Tc时,跃迁速率v随α的变化出现了极大值,那就是跃迁过程的增强。随着两噪声的交叉关联强度λ的增加,分别增强了(i)中的极小值和(ii)中的极大值。最后,讨论了延迟时间τ和交叉关联强度λ对基因转录调节系统信噪比的影响,即:τ的增加使得系统的随机共振增强;信噪比RSNR作为乘性噪声强度D的函数,λ的增加使得RSNR增大,而信噪比RSNR作为加性噪声强度α的函数,λ的增加会使得RSNR减小。