站在系统生物学的角度可能对复杂疾病的机制提出定量和系统的解释。急性早幼粒细胞白血病是目前可通过诱导分化治疗且疗效显著的白血病，目前对于这一系统已经积累了大量的试验数据和相关知识，为从系统生物学角度定量地研究恶性肿瘤的机制提供了良好的生物学模型。通过这一研究将有助于定量的理解该系统的生物学机制，并对其它白血病甚至实体瘤的研究提供有价值的参考。本项目拟采用如下的研究思路：在有效的整合目前已积累的试验数据和生物学知识的基础上，使用系统生物学的观点和方法对治疗过程中有关键作用的基因调控系统建立定量的数学模型，并有针对性的开展实验生物学的研究以校正和验证模型。在得到比较可信的模型的基础上，对模型进行分歧分析、系统稳定性分析和随机动力学分析，以期得到对于白血病的发生与治疗过程中有普遍意义的规律，并且探索一条由数据到模型，再由模型到普遍规律的研究道路。

在急性早幼粒细胞性白血病发生和发展过程中，其关键分子网络体系出很强的协同效应。尽管我们在这个领域已经积累了数十年的研究成果，但是由于生物系统的复杂性，我们仍然没有足够的数据来支撑在急性早幼粒细胞性白血病关键分子网络动力学研究领域的定量型研究。我们选择了目前了解最为透彻的生物系统之一：碳3植物光合代谢网络作为我们的模式系统来探索生物系统中的协同调控作用。我们利用MOMA动态流量平衡分析方法研究了C3植物的叶绿体代谢与基因调控系统在缺水条件下和高CO2浓度条件下的鲁棒性。在有效整合大量的代谢组与蛋白质组数据的基础上，构建了能正确反映该系统在多种扰动条件下动态响应的物理数学模型。通过对该模型的模拟和系统的数值分析，我们发现在以上扰动条件下C3植物叶绿体中的光合代谢系统提高了系统的协同性，从而使系统在面对瞬时扰动时将代谢物浓度的波动控制到最小，并通过维持系统代谢物浓度的稳定来维持系统的功能。该项研究为深入的理解复杂生物系统如何通过系统的协同调控来实现其功能以及如何通过进化来适应环境的变化等基本的生物学问题提供了新的思路和方法论工具。