对正常细胞而言,电离辐射是较强的杀伤方式,它引起DNA双链断链。这是种难以痊愈的损伤,容易引发凋亡。但对癌细胞而言,由于凋亡系统的不健全,表现出强大的生命力,通常能够避免自发性的死亡。肿瘤抑制因子p53是癌症中最常见的突变基因之一,它调控着多种下游基因。这些下游基因中有负责细胞修复的,也有负责细胞程序性凋亡的。p53的动态行为与细胞命运紧密相关,电离辐射下,有的细胞的p53容易达到较高水平,还有的细胞中的p53更倾向于出现持续的脉冲。高水平的p53有利于凋亡基因的转录,引发凋亡。持续的p53脉冲下,细胞不但没有凋亡,甚至可以保持增殖。我们首先研究了一个p53网络中提炼的一个抽象的p53-mdm2小模型,用理论推导和数值计算的办法,找到了p53振荡的一个重要原因,也就是mdm2自我催化的降解。此外,已有研究表明,癌细胞中p53的振荡与蛋白激酶Akt的活性密切相关。活化的Akt促进p53的负调控子mdm2进入细胞核,形成p53-mdm2负反馈环,为p53的振荡提供了结构基础;磷酸酶Wip1的参与确保了p53脉冲的均匀形状。在正常细胞中,Akt活性受到生长因子和磷酸酶PTEN的共同调节,激活在合适的程度,维持正常代谢。癌细胞一方面缺乏PTEN的表达,另一方面对生长因子过度敏感,导致Akt过度激活。基于上述考虑,我们研究了p53在电离辐射下完整应答网络的确定性模型。