«При моделировании кажется, что изменение выходной ассортативности моделей TFN оказывает большее влияние на надежность, чем изменение любого из трех других типов ассортативности», — сказал Дов А. Печеник, доктор философии, ведущий автор и бывший научный сотрудник Лаборатории вычислительной генетики Дартмутского колледжа, Ганновер, Нью-Хэмпшир. "Мы определили это, варьируя все четыре типа ассортативности в сигнатуре, а затем измеряя надежность."
Факторы транскрипции (TF) — это белки, которые инициируют и регулируют экспрессию гена. Для достижения своей генетической миссии TF также регулируют экспрессию друг друга.
Отдельные TF соединяются друг с другом через соединения, которые указывают на вход или выход, образуя сеть. Направление соединения указывает на регулирующий контроль; исходящее соединение одного TF оговаривает его контроль над другим, посредством чего он включает или выключает этот TF в отношении экспрессии гена.
Многие такие связанные пары встречаются в сети, и их типы определяют ассортиментность сети, которая измеряет, имеют ли эти пары тенденцию возникать между TF, которые имеют одинаковое количество подключений. Например, когда TF в паре, вероятно, будут иметь одинаковое количество исходящих соединений, ассортативность исходящих соединений высока.
Если они, вероятно, будут иметь очень разное количество входящих соединений, внутренняя ассортативность будет низкой. Взятые вместе, меры для различных видов ассортативности создают сигнатуру.
По словам Печеника, «в направленных сетях существует четыре типа ассортативности, и сигнатура ассортативности — это способ взглянуть на все четыре одновременно."
Печеник и его соавторы из Дартмута оценили сигнатуры ассортативности в опубликованных TFN для 41 отдельного типа клеток и тканей человека и обнаружили, что большее количество связанных TF имеет сходное количество исходящих соединений (высокая ассортативность исходящих). Более того, это свойство, в большей степени, чем три других типа ассортативности, казалось, является предиктором устойчивости.
«Устойчивость — это мера того, насколько устойчивым становится общий паттерн экспрессии гена TF с течением времени, когда он сталкивается с мутациями в регуляторных инструкциях этих TF. Если мутации имеют тенденцию к изменению паттерна, то надежность невысока.
Если мутации, как правило, не влияют на паттерн, тогда надежность высока ", — сказал Печеник.
Это дартмутское исследование было первым, в котором рассматривались признаки ассортативности TFN и их влияние на надежность. «Результаты показывают, что измерение сигнатуры ассортативности TFN может кое-что сказать вам о ее надежности», — сказал Печеник. "Для исследователей, которые хотят понять и смоделировать биологические сети, эти результаты указывают на важность рассмотрения ассортативности."