学术讲座：多层生物分子网络鲁棒性研究

多层生物分子网络鲁棒性研究

刘雪明 教授（华中科技大学）

2025年6月19日（星期四）16:00-17：00

复杂系统的大面积失效时有发生，如某生物功能的缺失、大面积停电和物种灭绝等。研究这些系统内在的失效机制可以帮助我们更好地理解系统的鲁棒性和采取更好的措施使得系统远离崩溃。已有研究表明网络之间的相互依赖关系是系统变得脆弱的原因之一，然而相关的研究都是针对无向网络，而现实生活中的很多网络是有向的，如基因调控网络、交通网络等。针对该问题，构建了一个相互依赖有向网络模型，并提出了一个通用的可用于分析任意相互依赖有向网络鲁棒性的理论框架。对于任意两个有向网络，基于它们各自的联合度分布，该理论框架可用于预测相互依赖有向网络的瓦解阈值。另外研究发现通过提高网络内节点出度入度的相关性可以有效提高系统的鲁棒性。此外，通过构建多层生物分析网络模型，研究其内在鲁棒性机制，可有效鉴别重要生物分子，如疾病基因和重要蛋白质，且效果优于孤立的生物分子网络。

刘雪明，华中科技大学人工智能与自动化学院教授。从事网络科学、计算生物信息学及人工智能在生物系统中的应用研究，主持国自然优青和面上等项目。代表性工作包括多层生物分子网络构建与鲁棒性分析算法开发、多层网络鲁棒性分析、网络可控性分析、及这些方法在生物分子网络中的应用研究等。相关研究成果以第一作者或通讯发表在Nature Communications、PNAS、Physics Reports、Engineering、BMC Systems Biology、Physical Review E和TCBB等期刊上。获2022年湖北省自然科学一等奖，获2018年中国ACM SIGBIO分会学术新星奖等奖励。

撰写：任露洋

排版：陈仕发

一审一校：任露洋

二审二校：马将

三审三校：郑纯