系统生物学的一个核心研究内容是去了解生物分子之间的相互作用,特别是去认识这些生物网络的基本组织原则和动力学表现。近年来,大量研究表明生物网络是可设计的,即可以通过一些可重复的小的基本生物网络组建。虽然一个网络可以通过很多小模块构建,但是模块中真正其决定性作用的似乎只占有少数,通过分析这些小的模块,一个是可以预测何时突变发生,另一个是通过控制这些核心模块来影响生物学过程,这对疾病诊断和治疗具有重要意义。另外大量研究表明生物网络动力学具备很高稳健性,即网络是被设计得高度稳健。毫无疑问,生物网络经过长期的演化必有其特殊性,如何设计出高度稳健的生物网络和理解动力学稳定性背后的结构性因素是一个核心研究内容。酵母细胞周期网络是很好的模式网络,主要有四个细胞周期G0/G1、S、G2、M。一个正常的细胞周期这四个过程缺一不可,不然会发生分裂紊乱。通过研究酵母细胞周期网络,可以考察分裂过程中各个RNA、蛋白质等的浓度变化,找出哪些缺陷会导致分裂紊乱,找出哪些功能模块保证细胞分裂的稳定性,比如哪些网络节点对网络动力学流起关键作用或者哪些边起关键作用。事实上之前大量工作已经表明酵母细胞周期网络动力学具备很好的稳健性,但对每个细胞周期为何稳健,却没有一个很好的理论解释。另外前人的研究主要侧重于生物网络拓扑性质和生物网络动力学的稳健性单一侧面,对拓扑结构和动力学稳定性相互之间有何关联没有一套很好理论。本文尝试构建一套理论从生物网络上来解释细胞周期稳健性的原因。具体是以芽殖酵母和裂殖酵母细胞周期网络为对象,先通过将网络进行模块拆解,分析功能模块对生物网络动力学的影响,特别是对动力学流的控制,从中找出网络中那些对生物网络动力学有稳健性有很高影响的模块,然后分别从势能面和流的角度来分析这类模块对稳健性的影响。结果显示,网络功能模块中的补充连接对网络稳定性具有重要影响。