代谢网络的模块化协同演化

据报道，生物网络的结构表现出高度的模块化，并且在某种程度上，网络的拓扑模块与已知的功能模块重叠。然而，分子网络的模块化拓扑如何影响其成员蛋白质的演化仍不清楚。在这项工作中，从拓扑的角度研究了智人（H. sapiens）代谢网络的功能和演化模块化。网络分解表明，代谢网络以高度模块化的核心-外围方式组织，其中核心模块紧密连接并执行基础代谢功能，而外围模块仅与少数模块相互作用并完成相对独立和专门的功能。此外，超过一半的模块表现出协同演化特征，并属于特定的演化年龄。外围模块往往比核心模块演化得更内聚且更快。功能、演化和拓扑模块化之间的相关性表明，代谢系统的演化历史和功能需求已印刻在代谢网络的结构中。这种系统层面的分析可以展示基因演化如何置于基因组尺度的网络背景中，为分子演化提供新的视角。