[发明专利]一种基于细胞力学矩阵模型的基因工程方法

摘要

本发明提出了一种基于细胞力学矩阵模型的基因工程算法，具体包括如下步骤：1)设定细胞力学理论，2)选择经典力学导出的理论体系建立细胞的复杂计算；3)结合哈密尔顿原理，由拉格朗日函数描述其特性，4)根据3)推导得出细胞力学方程组；5)根据4)中，细胞力学方程组可以写为等价的矩阵形式：H|X＝|X'；本发明使得基因工程设计有了理论基础，在设计阶段对基因工程的产品进行计算机预测、评估；本发明可以将生物学理论数学化，从而把对人类研究的成果，应用到机器人设计中，快速发展人工智能，由于人类基因组是最好的操作系统，本发明可以把人类基因组操作系统的设计方法用于计算机操作系统设计。

主权项

1.一种基于细胞力学矩阵模型的基因工程算法，其特征在于：具体包括如下步骤：1)设定细胞力学理论，其中原核细胞中每种细胞内包含n种分子和离子，每种分子或离子的数量为qi，则原核细胞的状态用矢量表述为：(q1,q2,…,qn)；真核细胞中每个细胞器的状态用矢量表述为：(q1,q2,…,qs)；细胞的状态矢量为细胞器、细胞质和细胞核状态矢量的组合；2)选择经典力学导出的理论体系建立细胞的复杂计算；3)结合哈密尔顿原理，由拉格朗日函数描述其特性：4)根据3)推导得出，细胞力学方程组为这里是细胞的拉格朗日函数；q_i是细胞第i个组分的摩尔浓度，是细胞第i个组分的摩尔浓度随时间的变化率；5)根据4)中，细胞力学方程组‑拉格朗日方程组可以写为等价的矩阵形式H|X>＝|X'>这里H为微分算子矩阵：矢量|X>为细胞状态矢量：其中，Xi为细胞基因组中第i个基因产物的摩尔浓度，矩阵H的分量hij为细胞状态矢量|X>的函数，即hij＝hij(X1,X2,...Xn)这里真正参与调控的基因是极少数，即hij(X1,X2,...Xn)中的参数Xi大多数为零，微分算子矩阵作用于细胞矢量|X>使其状态矢量变化为矢量|X'>，当微分算子的作用使其细胞状态矢量进入一个吸引子时，细胞进入一个相对稳定的状态，在生物学上，对真核细胞来说，代表某一种稳定的细胞分化状态；如果去除方程的非线性项，将其简化为线性方程组，即将矩阵H简化为线性正定矩阵，则解方程简化为求矩阵本征值问题：H|X>＝ω|X>这里H为细胞矩阵，|X>为细胞矢量，它反映细胞周期解的形态，它表示细胞正常繁殖的状态，对真核细胞而言，它表示没有分化的正常分裂状态。