شماره برای تصادفی

مانند و دنبال ما

• جدیدترین (RSS)
• بیشتر ذکر شده (RSS)

برای هشدارها ثبت نام کنید

متشکرم

به خاطر علاقه خود به مجله فیزیک شیمیایی

برای ثبت نام در هشدارها ، لطفاً ابتدا وارد شوید. اگر به یک حساب کاربری احتیاج دارید ، لطفا در اینجا ثبت نام کنید

بدون دسترسی ارسال شده: 08 ژانویه 2020 پذیرفته شده: 13 فوریه 2020 به صورت آنلاین منتشر شد: 28 فوریه 2020

• اثرات تعداد پروتئین کوچک در مدلهای تصادفی بیان ژن ترکیبی اتورژولاسیون شده

J. Chem. فیزیک152 ، 084115 (2020) ؛https://doi.org/10. 1063/1. 5144578

چن جیا 1 و رامون گریما 2 ، الف)

• 1 چین
• 2 انگلستان
• الف) نویسنده ای که باید به آنها رسیدگی شود: [ایمیل محافظت می شود]

440

نمایش خلاصه

یک مدل تصادفی از بیان ژن پشت سر هم اتورژولاسیون توسط کومار و همکاران.[فیزیکروحانی لت. 113 ، 268105 (2014)] با فرض ضمنی دقیقاً در شرایط حالت پایدار حل شده است که تعداد پروتئین ها به اندازه کافی بزرگ هستند به گونه ای که نوسانات در تعداد پروتئین به دلیل اتصال پروتئین برگشت پذیر قابل برگشت است. در اینجا ، ما یک مدل جایگزین را استخراج می کنیم که این نوسانات را در نظر می گیرد و از این رو می توان برای مطالعه اثرات تعداد پروتئین کم استفاده کرد. توزیع دقیق شماره پروتئین حالت پایدار به عنوان مجموعه ای از عملکردهای هیپرمژومتریک گاوسی حاصل می شود. ما از این تئوری استفاده می کنیم تا بررسی کنیم که چگونه نرخ سوئیچینگ پروموتر و نوع بازخورد بر اندازه سر و صدای پروتئین و قابلیت تحمل ناشی از سر و صدا تأثیر می گذارد. علاوه بر این ، ما نشان می دهیم که پیش بینی های مدل ما برای توزیع تعداد پروتئین به طور قابل توجهی با نمونه های کومار و همکاران متفاوت است. هنگامی که میانگین پروتئین کوچک است ، سوئیچینگ ژن سریع است ، و اتصال پروتئین به ژن سریعتر از واکنش عدم اتصال معکوس است.

تصدیق

C. J. حمایت از صندوق های راه اندازی ارائه شده توسط مرکز تحقیقات علوم محاسباتی پکن را تأیید می کند. R. G. حمایت از پشتیبانی Leverhulme Trust (شماره کمک مالی RPG-2018-423) را تأیید می کند.

منابع بخش:

1. 1. S. S. Shen-orr ، R. Milo ، S. Mangan ، and U. Alon ، "نقوش شبکه در شبکه تنظیم رونویسی Escherichia coli" ، Nat. GENET. 31 ، 64 (2002). https://doi.org/10. 1038/ng881 ، Google Scholar Crossref ، ISI
2. 2. N. Rosenfeld ، M. B. Elowitz ، and U. Alon ، "اتورژولاسیون منفی زمان پاسخگویی به شبکه های رونویسی را سرعت می بخشد ،" J. Mol. بیول323 ، 785 - 793 (2002). https://doi.org/10. 1016/s0022-2836(02)00994-4 ، Google Scholar Crossref
3. 3. M. L. Simpson ، C. D. Cox ، and G. S. Sayler ، "تجزیه و تحلیل دامنه فرکانس نویز در مدارهای ژن خودکار ،" Proc. ناتلACADعلمیU. S. A. 100 ، 4551 - 4556 (2003). https://doi.org/10. 1073/pnas. 0736140100 ، Google Scholar Crossref
4. 4. J. Hasty ، J. Pradines ، M. Dolnik ، and J. J. Collins ، "سوئیچ ها و تقویت کننده های مبتنی بر سر و صدا برای بیان ژن" ، Proc. ناتلACADعلمیU. S. A. 97 ، 2075 - 2080 (2000). https://doi.org/10. 1073/pnas. 040411297 ، Google Scholar Crossref ، ISI
5. 5. P. Liu ، Z. Yuan ، H. Wang ، and T. Zhou ، "تجزیه و تنظیم نویز بیان در حضور بازخوردهای همراه" ، هرج و مرج 26 ، 043108 (2016). https://doi.org/10. 1063/1. 4947202 ، Google Scholar Scitation
6. 6. C. Jia ، P. Xie ، M. Chen ، and M. Q. Zhang ، "نوسانات تصادفی می تواند علائم بازخورد شبکه های تنظیم کننده ژن را در سطح تک مولکول نشان دهد ،" Sci. Rep 7 ، 16037 (2017). https://doi.org/10. 1038/S41598-017-15464-9 ، Google Scholar Crossref
7. 7. C. JIA ، H. Qian ، M. Chen ، and M. Q. Zhang ، "میزان آرامش سینتیک بیان ژن علائم بازخورد شبکه های ژن اتورژولاسیون را نشان می دهد ،" J. Chem. فیزیک148 ، 095102 (2018). https://doi.org/10. 1063/1. 5009749 ، Google Scholar Scitation ، ISI
8. 8. T.-L. به و N. Maheshri ، "سر و صدا می تواند باعث ایجاد دو برابر در حلقه های بازخورد رونویسی مثبت و بدون قابلیت استفاده شود ،" Science 327 ، 1142 - 1145 (2010). https://doi.org/10. 1126/science. 1178962 ، Google Scholar Crossref
9. 9. R. Grima ، D. Schmidt و T. Newman ، "نوسانات حالت پایدار از یک حلقه بازخورد ژنتیکی: یک راه حل دقیق ،" J. Chem. فیزیک137 ، 035104 (2012). https://doi.org/10. 1063/1. 4736721 ، Google Scholar Scitation ، ISI
10. 10. C. H. Ko و همکاران.، "ظهور نوسانات ناشی از سر و صدا در ضربان ساز مرکزی شبانه روزی ،" PLOS Biol. 8 ، E1000513 (2010). https://doi.org/10. 1371/joual. pbio. 1000513 ، Google Scholar Crossref
11. 11. P. Thomas ، A. V. Straube ، and R. Grima ، "تقریب نویز خطی در مقیاس آهسته: توصیف دقیق و کاهش یافته شبکه های بیوشیمیایی در شرایط جداسازی بازه زمانی" ، BMC Syst. بیول6 ، 39 (2012). https://doi.org/10. 1186/1752-0509-6-39 ، Google Scholar Crossref
12. 12. P. Thomas ، A. V. Straube ، J. Timmer ، C. Fleck ، and R. Grima ، "امضاهای غیرخطی در نوسانات ناشی از سر و صدای تک سلولی ،" J. تئور. بیول335 ، 222 - 234 (2013). https://doi.org/10. 1016/j. jtbi. 2013. 06. 021 ، Google Scholar Crossref
13. 13. D. B. Forger و C. S. Peskin ، "شبیه سازی تصادفی ساعت شبانه روزی پستانداران" ، Proc. ناتلACADعلمیU. S. A. 102 ، 321 - 324 (2005). https://doi.org/10. 1073/pnas. 0408465102 ، Google Scholar Crossref
14. 14. M. L. Guerriero و همکاران.، "خواص تصادفی ساعت شبانه روزی گیاه ،" J. R. Soc. ، رابط 9 ، 744 - 756 (2011). https://doi.org/10. 1098/rsif. 2011. 0378 ، Google Scholar Crossref
15. 15. J. Holehouse ، Z. Cao ، and R. Grima ، "مدل سازی تصادفی حلقه های بازخورد ژنتیکی تنظیم خودکار: یک بررسی و مطالعه تطبیقی ،" Arxiv: 1910. 08937 (2019). گوگل دانشکده
16. 16. N. Friedman ، L. Cai ، and X. S. Xie ، "پیوند دادن پویایی تصادفی به توزیع جمعیت: یک چارچوب تحلیلی بیان ژن" ، فیزیک. روحانی لت. 97 ، 168302 (2006). https://doi.org/10. 1103/physrevlett. 97. 168302 ، Google Scholar Crossref
17. 17. P. Thomas ، H. Matuschek و R. Grima ، "تقریب نویز خطی شبکه های تنظیم کننده ژن چقدر قابل اعتماد است؟، "BMC Genomics 14 ، S5 (2013). https://doi.org/10. 1186/1471-2164-14-s4-S5 ، Google Scholar Crossref
18. 18. M. C. Mackey ، M. Tyran-Kaminska ، and R. Yvinec ، "رفتار پویا از مدل های بیان ژن تصادفی در حضور پشت سر هم ،" Siam J. Appl. ریاضی. 73 ، 1830 - 1852 (2013). https://doi.org/10. 1137/12090229x ، Google Scholar Crossref
19. 19. P. Bokes و A. Singh ، "توزیع شماره کپی پروتئین برای یک ژن خود تنظیم کننده در حضور سایت های اتصال دهنده ،" PLOS ONE 10 ، E0120555 (2015). https://doi.org/10. 1371/joual. pone. 0120555 ، Google Scholar Crossref
20. 20. P. Thomas ، N. Popović ، and R. Grima ، "تعویض فنوتیپی در شبکه های تنظیم کننده ژن" ، Proc. ناتلACADعلمیU. S. A. 111 ، 6994 - 6999 (2014). https://doi.org/10. 1073/pnas. 1400049111 ، Google Scholar Crossref ، ISI
21. 21. H. Ge ، H. Qian و X. S. Xie ، "انتقال فنوتیپ تصادفی یک سلول واحد در یک منطقه میانی از سوئیچینگ حالت ژن ،" فیزیک. روحانی لت. 114 ، 078101 (2015). https://doi.org/10. 1103/physrevlett. 114. 078101 ، Google Scholar Crossref
22. 22. C. Jia ، M. Q. Zhang ، and Q. Hong ، "رفتار ظهور لوی در بیان ژن تصادفی تک سلولی ،" فیزیک. Rev. E 96 ، 040402 (R) (2017). https://doi.org/10. 1103/physreve. 96. 040402 ، Google Scholar Crossref
23. 23. J. Chen ، G. G. Yin ، and M. Q. Zhang ، "سینتیک بیان ژن تصادفی تک سلولی با بازخورد مثبت به علاوه منفی" ، فیزیک. Rev. E 100 ، 052406 (2019). https://doi.org/10. 1103/physreve. 100. 052406 ، Google Scholar Crossref
24. 24. N. Kumar ، T. Platini ، and R. V. Kulkai ، "توزیع دقیق برای مدل های بیان ژن تصادفی با پشت سر هم و بازخورد ،" فیزیک. روحانی لت. 113 ، 268105 (2014). https://doi.org/10. 1103/physrevlett. 113. 268105 ، Google Scholar Crossref
25. 25. J. Yu ، J. Xiao ، X. Ren ، K. Lao و X. S. Xie ، "بیان ژن در سلولهای زنده ، یک مولکول پروتئین در یک زمان" ، Science 311 ، 1600 - 1603 (2006). https://doi.org/10. 1126/science. 1119623 ، Google Scholar Crossref
26. 26. Y. Taniguchi و همکاران.، "کمیت پروتئوم E. coli و رونوشت با حساسیت تک مولکول در سلولهای منفرد" ، Science 329 ، 533-538 (2010). https://doi.org/10. 1126/science. 1188308 ، Google Scholar Crossref ، ISI
27. 27. V. Shahrezaei و P. S. Swain ، "توزیع تحلیلی برای بیان ژن تصادفی" ، Proc. ناتلACADعلمیU. S. A. 105 ، 17256 - 17261 (2008). https://doi.org/10. 1073/pnas. 0803850105 ، Google Scholar Crossref ، ISI
28. 28. J. A. Bestein ، A. B. Khodursky ، P.-H. Lin ، S. Lin-Chao ، و S. N. Cohen ، "تجزیه و تحلیل جهانی پوسیدگی mRNA و فراوانی در اشرشیاکلی در وضوح تک ژن با استفاده از ریزگردهای DNA فلورسنت دو رنگ ،" Proc. ناتلACADعلمیU. S. A. 99 ، 9697 - 9702 (2002). https://doi.org/10. 1073/pnas. 112318199 ، Google Scholar Crossref
29. 29. ج. جیا ، "ساده سازی زنجیره های مارکوف با فضای حالت نامحدود و تئوری ریاضی ترکیدن ژن های تصادفی" ، فیزیک. Rev. E 96 ، 032402 (2017). https://doi.org/10. 1103/physreve. 96. 032402 ، Google Scholar Crossref
30. 30. S. Pigolotti و A. Vulpiani ، "دانه درشت معادلات کارشناسی ارشد با حالتهای سریع و آهسته" ، J. Chem. فیزیک128 ، 154114 (2008). https://doi.org/10. 1063/1. 2907242 ، Google Scholar Scitation ، ISI
31. 31. C. JIA ، "کاهش زنجیرهای مارکوف با انتقال حالت دو بار ،" Stochastics 88 ، 73-105 (2016). https://doi.org/10. 1080/17442508. 2015. 1036433 ، Google Scholar Crossref
32. 32. ج. جیا ، "ساده سازی زنجیره های غیرقابل برگشت مارکوف با حذف ایالات با نرخ ترک سریع ،" J. تئور. بیول400 ، 129 - 137 (2016). https://doi.org/10. 1016/j. jtbi. 2016. 04. 003 ، Google Scholar Crossref
33. 33. S. Bo و A. Celani ، "فرآیندهای تصادفی چند مقیاس: تجزیه ، میانگین و فراتر از آن ،" فیزیک. Rep 670 ، 1 - 59 (2016). https://doi.org/10. 1016/j. physrep. 2016. 12. 003 ، Google Scholar Crossref
34. 34. Z. Cao و R. Grima ، "نقشه برداری خطی از شبکه های نظارتی ژن با پویایی تصادفی" ، نات. ارتباط9 ، 3305 (2018). https://doi.org/10. 1038/S41467-018-05822-0 ، Google Scholar Crossref
35. 35. Z. Cao و R. Grima ، "دقت تخمین پارامتر برای حلقه های بازخورد رونویسی تنظیم خودکار از داده های پر سر و صدا ،" J. R. Soc. ، رابط 16 ، 20180967 (2019). https://doi.org/10. 1098/rsif. 2018. 0967 ، Google Scholar Crossref
36. 36. F. W. J. Olver et al.، کتابخانه دیجیتال NIST از توابع ریاضی ، 2017 ، http://dlmf. nist. gov/ ، انتشار 1. 0. 17 از 22 دسامبر 2017. Google Scholar
37. 37. J. Paulsson و M. Ehrenberg ، "نوسانات سیگنال تصادفی می تواند نوسانات تصادفی را در اجزای تنظیم شده شبکه های نظارتی شیمیایی کاهش دهد ،" فیزیک. روحانی لت. 84 ، 5447 (2000). https://doi.org/10. 1103/physrevlett. 84. 5447 ، Google Scholar Crossref
38. 38. C. Jia ، "ساده سازی مدل و از دست دادن برگشت پذیری" ، فیزیک. Rev. E 93 ، 052149 (2016). https://doi.org/10. 1103/physreve. 93. 052149 ، Google Scholar Crossref
39. 39. J. Holehouse و R. Grima ، "تجدید نظر در کاهش مدل های تصادفی حلقه های بازخورد ژنتیکی با سوئیچینگ پروموتور سریع ،" Biophys. J. 117 ، 1311 (2019). https://doi.org/10. 1016/j. bpj. 2019. 08. 021 ، Google Scholar Crossref
40. 40. GENET. 31 ، 69 (2002). https://doi.org/10. 1038/ng869 ، Google Scholar Crossref
41. 41. B. Ingalls ، "تجزیه و تحلیل حساسیت: از پارامترهای مدل تا رفتار سیستم" ، مقاله های بیوشیم. 45 ، 177 - 194 (2008). https://doi.org/10. 1042/bse0450177 ، Google Scholar Crossref

1. © 2020 نویسنده (ها).
2.  
3. منتشر شده تحت مجوز توسط انتشارات AIP.