基因表达突发对细胞事件随机时间的影响
亚细胞过程
2016-09-26 v1
摘要
基因表达本质上是一个噪声过程，表现为蛋白质时间演化中的细胞间差异性。因此，在调节蛋白的临界阈值水平触发的事件在其发生时间上表现出随机性。基因表达噪声的一个重要来源是翻译突发，它对应于单个 mRNA 寿命期内产生的蛋白质数量的随机性。将事件发生时间建模为首达时间 (FPT) 问题，我们探讨了突发大小分布对事件发生时间的影响。为此，针对突发大小取自一般非负分布的基因表达模型，计算了 FPT 的概率密度函数。提供了以已知向量和矩阵的逆表示的 FPT 矩阵的解析公式。通过观察在给定时间附近最小化时间噪声的反馈调节策略如何偏离突发为确定性的情况，研究了突发大小分布的影响。有趣的是，结果表明，确定性突发情况下的反馈策略对突发大小分布的变化相当稳健，且偏离最优值的幅度被限制在约 20% 以内。这些发现有助于增进对事件发生时间中噪声调节的理解。
引用
@article{arxiv.1609.07461,
title = {Effect of gene-expression bursts on stochastic timing of cellular events},
author = {Khem Raj Ghusinga and Abhyudai Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.07461},
year = {2016}
}
备注
submitted to American Control Conference 2017