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徐辰翻看著书页,手指无意识地敲击著桌面,脑海中浮现出两幅完全不同的图景。
“palsson代表的是『结构派,学术上称为基於约束的模型。
他们的研究成果就像是一张『城市道路规划图。”
“在他们眼里,细胞就是一个复杂的管道网络。
他们不关心管道里的水流得有多快,只关心管道有多粗,怎么连接。
利用化学计量矩阵——也就是s矩阵,他们能算出这个工厂理论上最大能生產多少產品。
这在工业发酵上很有用,但它是个『死的模型,它假设细胞永远处於完美的稳態,完全忽略了细胞內部复杂的信號调控。”
徐辰的目光转向另一本书。
“而alon代表的是『动力学派,其核心是网络模体理论。
他们的研究成果更像是『精密电路图。”
“他们把细胞拆解成一个个微小的逻辑电路——比如『负反馈迴路或者『前馈环。
他们用微分方程精確描述每一个酶的反应速度,研究细胞如何像计算机一样处理信號,例如產生开关效应、震盪或脉衝。
这很精妙,但太微观了。
一旦把这些小电路拼成一个包含几千个基因的大网络,计算量就会指数级爆炸,根本算不动。”
……
徐辰敏锐地发现了当前学术界认识论的割裂:
“搞通量平衡分析的结构派,手里拿著一张巨大的静態地图,遵循著质量守恆定律s·v=0,也就是『进多少出多少,却不管路上有没有红绿灯,更不管会不会堵车;”
“搞动力学建模的动力学派,盯著每一个红绿灯的秒数,研究每一辆车的加减速,却在复杂的城市路网中迷了路,只见树木,不见森林。”
这就像是盲人摸象。
有人摸到了骨架般的结构,有人摸到了血液般的动力学,但没有人看到完整的生命。
“我要做的,就是完成这场拓扑与动力学的大统一。”
徐辰的眼神逐渐锐利,他要在脑海中构建一个前所未有的模型。
“简单来说,我要造一个『细胞版的膏德地图。”
“它既拥有palsson那种宏观的全景地图,包含所有代谢路径;又拥有alon那种实时的路况分析,包含调控逻辑。
但我不需要去测量每一辆车的速度——那是测不准的,而是利用数学上的拓扑性质,直接预测哪里会堵车,哪里是交通枢纽。”
“这样,我就能在电脑上直接推演:如果我关闭这条路,也就是敲除基因;或者拓宽那条路,即“过表达酶”
,整个城市的交通流,也就是代谢通量会发生什么变化。”
“这就是大统一——用静態的结构,去预测动態的功能。”
……
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