microRNA 转录后调控中二元基因表达的起源

microRNA 介导的基因表达调控具有一些区别于无调控和转录因子调控基因表达的显著特征。最近，有人提出了一个数学模型来描述 microRNA 转录后调控的动力学。该模型很好地解释了单细胞实验中的观测结果。在本文中，我们在该模型中引入了一些额外特征并考虑了两种具体情况。第一种情况是在靶基因表达的转录调控中包含一个非协同正反馈回路。第二种情况是考虑原始模型的随机版本，其中基因的失活和激活表达状态之间存在随机跃迁。在第一种情况下，我们表明由于基因表达动力学中存在非线性蛋白质衰变项，在特定参数范围内可能出现双稳态。在第二种情况下，我们推导了获得随机二元基因表达的条件。我们发现，与无调控基因表达的情况相比，这种类型的基因表达在 microRNA 调控的情况下更为有利。关于二元基因表达的理论预测是可以进行实验验证的。