简单基因电路信息处理能力的第一性原理预测
分子网络
2020-08-19 v1 亚细胞过程
摘要
鉴于基因表达的随机性，暴露于相同环境输入的基因相同细胞将产生不同输出。这种异质性被假设对细胞在变化环境中存活的能力具有影响。近期工作探索使用信息论作为理解细胞确定其周围环境状态准确性的框架。然而这些方法的预测能力有限，且尚未通过精确测量严格检验。为此，我们为一个简单基因电路生成最小模型，其中模型的所有参数值来自独立发表的数据集。然后我们预测该基因电路对于一系列生物物理参数（如蛋白质拷贝数和蛋白质-DNA 亲和力）的信息处理能力。我们将这些无参数预测与蛋白质表达分布的实验测定以及由此得出的大肠杆菌细胞信息处理能力进行比较。我们发现，我们的最小模型捕获了数据中细胞间变异的标度关系以及我们所推断简单基因电路的信息处理能力，直至一个系统偏差。
引用
@article{arxiv.2005.03214,
title = {First-principles prediction of the information processing capacity of a simple genetic circuit},
author = {Manuel Razo-Mejia and Sarah Marzen and Griffin Chure and Rachel Taubman and Muir Morrison and Rob Phillips},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.03214},
year = {2020}
}