从基因调控回路中的基因表达噪声测量模块化程度
定量方法
2009-10-30 v1
摘要
由于转录因子的低拷贝数,基因调控回路在其回路信号中表现出显著的随机涨落。当一个基因回路组件连接到现有回路时,现有回路的动态特性可能受到所连接组件的影响。在本文中,我们基于回路信号中的随机涨落研究了基因回路动力学中的模块化性。我们表明,当现有回路的输出连接到另一个回路组件的输入时,其输出信号中的噪声会受到显著影响。更具体地说,当两个组件连接时,输出信号噪声可能表现出显著更长的相关性。这等价地意味着噪声功率谱密度变得更窄。我们将相关时间或谱带宽的相对变化定义为随机回溯性,并证明其与del Vecchio等人在确定性框架中定义的回溯性直接相关。这为如何通过研究基因表达水平中的随机涨落(更具体地说,通过获取涨落的自相关函数)来测量回溯性提供了见解。我们还提供了回路频率响应的一个有趣方面。我们表明,根据工作频率的大小,需要以模块化方式优先选择不同类型的信号用于回路描述:在足够低的频率下,需要选择未结合到其特定启动子区域的转录因子的表达水平;而在足够高的频率下,则需要选择总转录因子(包括结合和未结合的)的表达水平。
引用
@article{arxiv.0910.5522,
title = {Measuring the Degree of Modularity from Gene Expression Noise in Gene Regulatory Circuits},
author = {Kyung Hyuk Kim and Herbert M. Sauro},
journal= {arXiv preprint arXiv:0910.5522},
year = {2009}
}
备注
18 pages, 9 figures