无参数方法区分Wnt通路模型并指导实验设计

由$\beta$-catenin介导的经典Wnt信号通路在发育、成体干细胞组织维持以及包括癌症在内的多种疾病中至关重要。我们对文献中不同的Wnt数学模型进行了分析，并将其与一个针对关键分子空间定位的新型Wnt信号机制模型进行比较。使用贝叶斯方法，我们为每个模型推断参数以拟合哺乳动物Wnt信号数据，发现所有模型都能拟合该时间过程。我们能够通过诉诸代数方法(化学反应网络理论和拟阵理论的概念)来克服数据不足，无需特定参数值即可分析模型。这些方法提供了对Wnt信号的洞察：新模型(与任何其他研究的模型不同)允许通过控制穿梭和降解参数在系统中产生双稳态开关，对应于分化层次中的干细胞样状态与已分化细胞状态。我们的分析还识别出必须测量的变量组，以充分表征和区分竞争模型，从而为进行最小实验以比较模型提供指导。