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華南理工大學“復雜生化反應過程的智能建?!比〉米钚逻M展

來源:華南理工大學新聞網 | 更新時間:2021-05-13 16:03:54

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近日,我校錢鋒院士領銜的能源化工過程智能制造教育部重點實驗室和英國愛丁堡大學Ramon Grima教授合作,在復雜生化反應過程的智能建模方向取得突破性進展,研究成果以“Neural network aided approximation and parameter inference ofnon-Markovian models of gene expression”為題,發表在國際權威學術期刊Nature Communications (《自然-通訊》)上。

生物細胞中的生化反應涉及的反應物眾多,反應類型紛繁復雜,因為求解反應動態極其困難,從而導致難以揭示細胞生化反應調控機制。對此,本項研究工作將眾多基本反應等效成一個時滯反應,通過采用機理數據深度融合的思想和微分機器學習方法,對時滯隨機動態進行高效精確求解,并應用于解釋基因轉錄和生物震蕩網絡等經典生物現象。相較于傳統的蒙特卡洛模擬算法,該方法在不犧牲建模精度的前提下,提高計算效率6倍,降低數據依存度至1/30,為后續進一步高通量分析實驗數據和揭示基因調控機制奠定了理論基礎。

值得指出的是,這是曹志興教授團隊繼去年在美國科學院院刊PNAS(2020, 117 (9): 4682-4692)上發表全細胞周期隨機基因表達建模求解一體化的研究成果以來又一突破性成果,實現了我校信息科學與工程學院以第一和通訊單位在Nature子刊發表成果的歷史性突破。

上述研究工作是由我校青年教師姜慶超、傅曉鳴等在國家高層次青年人才曹志興教授帶領下完成,工作得到了錢鋒院士的悉心指導。項目研究工作受到國家自然科學基金基礎科學中心、杰出青年基金、國家重點研發計劃等項目資助。

論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-021-22919-1。

原標題:【創新前沿】《自然-通訊》報道我?!皬碗s生化反應過程的智能建?!弊钚逻M展

文章來源:https://news.ecust.edu.cn/2021/0512/c6a158986/page.htm

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【責任編輯:李兆源】

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