蛋白质相互作用网络通过全基因组复制与结构域重组的演化

近年来，连续的完全基因组复制已在所有主要真核生物界中得到确证。然而，这一剧烈的演化过程如何塑造蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络的大规模拓扑结构仍不清楚。我们提出并在解析上求解了一个连续全基因组复制下PPI网络演化的通用模型。这表明，观测到的无标度度分布和保守的多蛋白复合体可能同时源于 i) PPI网络演化的内禀指数动力学，以及 ii) 基因重复的不对称分化。这种不对称分化的要求实际上在蛋白质结合结构域层面上被“自发”满足。此外，多结构域蛋白质的域重组被证明为PPI网络创新提供了强大的组合来源，同时保留了底层单结构域相互作用网络的基本结构。最后，反映直接和间接蛋白质相互作用背后“组合逻辑”的PPI网络大规模特征，仅用两个具有明确生物学意义的调整参数即在数值上得到良好复现。