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《电子科技大学》 2004年
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基于生物信息学方法研究生物电磁学机理

江山  
【摘要】:近年来随着电磁场在工业、农业、医疗卫生等领域得到了越来越广泛的应用,同时,人们也越来越关注电磁场对健康的影响。本文回顾了几十年来生物电磁学发展的理论与实验研究进展。从分子层次,借助生物信息学方法研究了生物电磁学效应。在以下方面做了一些创新性的研究。 应用量子化学方法研究了水分子、细胞信号转导分子以及神经递质分子,以及各种氨基酸与碱基分子的偶极矩等电磁特性,由计算可知这些分子转动能级都落在微波频段,为生物电磁学效应提供了有力证据。 通过研究细胞膜骨架分子磷脂、胆固醇分子的偶极矩与振动谱等,提出这些分子可能接受到电磁辐射而对细胞膜的特性产生影响。特别是在膜固有的跨膜电场的作用下,这些分子本身还可发生电子结构上的变化。 在宏观层次上研究生物电磁学效应时,我们通过建立隐马尔可夫、神经网络和遗传算法相结合的优化模型算法,搜寻了在细胞信号转导途径中起关键作用的蛋白激酶家族中,可能对电磁场敏感的特征蛋白质序列片段,同时也有助于对蛋白质的分类。通过该模型算法搜寻与电磁场相关的ODC(鸟氨酸脱羧酶)保守性特征序列片段motif,进而在空间三维结构显示它们的位置,这为电磁场是否影响蛋白质高级结构提供了新的思路和方法。 WP=5 探索性地研究了激酶的系统发育树,试图进一步研究对电磁场敏感的基因、蛋白质的起源和进化的动力等重要问题。通过初步以图论思想建立的对基因表达、蛋白质相互作用网络模型,力图具体确定哪一种分子首先对外界辐射的电磁场产生直接反应的,从而引起整个相互作用网络发生进一步的生物学效应,有助于准确确定电磁场生物效应的靶点分子。 以上研究有助于从根本层次上解释生物电磁学效应的机理,有利于电磁辐射防护相关措施的建立,保护人们健康,同时,可以促进与电磁场相关的理论和技术的发展,最终建立富有科学意义的电磁辐射标准。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:Q64

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