基因调控系统描述了生物过程的基因表达以及调控，对其动力学的分析有助于理解相应生物过程的机理。
《基因调控系统的动力学分析》考虑了与肿瘤抑制蛋白p53有关的基因调控系统，由于p53的动力学对受到压力后的细胞命运起到重要作用，所以我们通过非线性动力学的理论和方法，分析了系统中重要的蛋白质表达水平以及反应速率常数对p53动力学的影响，并通过能量面、概率流和熵产生率分析了p53动力学的稳定性。
此外，《基因调控系统的动力学分析》探讨了噪声对一个耦合正反馈回路中双稳态动力学的影响，并用能量面解释了稳态切换的原理。
基因调控系统是由细胞中的DNA、RNA、蛋白质和其他一些小分子以及它们间的相互作用而构成的信号通路，分子间通过生物化学反应而相互作用，这些相互作用可由微分方程描述，通过非线性动力学的理论和方法分析方程的动力学，可以更好地了解生物系统的内在机理，因此，基因调控系统的研究在神经科学和生物医学中应用比较广泛。然而，由于细胞内部分子数目较少和外部环境的波动，系统的随机性是不可避免的，而且这种随机性对生物体的调节起到重要作用。此外，细胞不断地与外界进行信息交换，系统的细致平衡被打破而成为非平衡系统。非平衡系统的全局性质也是值得研究的问题，越来越受到人们的关注。本书针对几个基因调控系统，分别从确定性、随机性和非平衡系统的角度，探讨了系统的全局动力学和稳定性等性质。
本书利用分岔分析和能量面的方法探讨了三个基因调控系统的全局动力学和稳定性，其中包括两个与肿瘤抑制蛋白p53有关的调控系统和一个耦合正反馈回路。首先，DNA损伤会激活p53信号通路，使p53表现出不同的动力学，进而调控不同的细胞命运，比如细胞周期阻滞和细胞凋亡等。p53信号通路中的核心是p53-Mdm2模块，Mdm2抑制p53的表达，而研究表明PDCD5通过调控Mdm2而激活p53的表达，因此，针对一个PDCD5调控p53-Mdm2系统，探讨了Mdm2的生成和降解速率对p53动力学和稳定性的影响。其次，基于此模型，2016年诸葛等进一步考虑了在Ser-395位点磷酸化的Mdm2和变化的ATM表达而扩展了原来的模型，针对这个新模型我们讨论了p53的产生率和PDCD5的表达水平对p53动力学和稳定性的影响。最后，针对一个从生物系统中抽象出来的耦合正反馈回路，在其中增加了两个分子间的正反馈构造了新的模型，针对新的模型，探讨了分子间反馈强度和噪声引起双稳态切换的动力学，并用能量面解释了稳态切换的原理。
毕远宏（1978-），女，内蒙古赤峰人，汉族。博士毕业于北京航空航天大学数学与系统科学学院，现任内蒙古财经大学副教授和硕士生导师。研究方向是非线性动力学与控制。
刘全生（1979-），男，内蒙古赤峰人，汉族。博士毕业予内蒙古大学数学科学学院，现任内蒙古大学教授和硕士生导师。研究方向是非线性动力学。
第一章 绪论
一、研究背景与意义
二、研究现状
三、本书的研究工作
第二章 基础知识
一、基因调控系统中的分子生物学概念
（一）基因表达中的基本成分
（二）基因表达
（三）基因调控系统的研究内容
二、基因调控系统的确定性模型及研究理论
（一）常微分方程及希尔函数
（二）稳定性分析和分岔理论
三、基因调控系统的随机动力学理论和方法
（一）化学主方程和Gillespie算法
（二）化学朗之万方程
（三）福克尔一普朗克方程
四、非平衡系统
（一）非平衡系统的基本概念
（二）能量面和概率流
本章小结
第三章 p53-Mdm2振子的动力学和稳定性
一、生物背景
二、p53-Mdm2模型和能量面方法
（一）p53-Mdm2模型
（二）能量面方法
三、研究结果
（一）Mdm2生成速率调控的p53-Mdm2振子的动力学和稳定性
（二）Mdm2降解速率调控的p53-Mdm2振子的动力学和稳定性
……
第四章 PDCD5调控的p53-Mdm2模块的分岔分析和能量面
第五章 基于能量面的噪声引起的双稳态切换的动力学
第六章 结论和展望
参考文献
后记
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