基因负反馈回路中的矩闭合近似

自调控是指蛋白质负向调节其自身产生的过程，这是基因表达网络中的一种常见模体。基因表达中的负反馈在缓冲细胞内蛋白质浓度围绕最优值的波动方面起着关键作用。由于这些反馈中存在非线性，矩动力学通常是不闭合的，即蛋白质拷贝数低阶统计矩的时间导数依赖于高阶矩。矩方程通过将高阶矩表示为低阶矩的非线性函数来实现闭合，这种技术通常称为矩闭合。在此，我们比较了不同矩闭合技术的性能。结果表明，常用的假设蛋白质种群计数先验服从正态分布的闭合方法表现不佳。相比之下，本文提出的一种新颖的闭合方案——条件导数匹配法，在不同参数体系下都能对精确矩提供良好的近似。总之，我们的研究提供了一种研究基因负反馈回路随机动力学的新矩闭合方法，并可扩展用于探测更复杂基因网络中的噪声。