功能约束下的鲁棒性：果蝇神经发生中时序表达的基因网络

基因表达的精确时序协调对许多发育过程至关重要。发育生物学的一个核心问题是这种协调的表达模式如何被稳健地控制。在果蝇中枢神经系统的胚胎发育过程中，称为神经母细胞的神经干细胞按确定顺序依次表达一组基因，从而产生细胞类型的多样性。通过生成这些基因所有可能的调控网络并数值检验其表达动力学，我们识别出必需的调控，并预测了一个未知因子，以重现由体内基因功能缺失或过表达以及野生型引起的已知表达谱。然后，我们评估了实际果蝇网络在时序表达中的稳定性。在能够重现表达谱的可能网络中，该网络对参数变化和基因表达波动表现出最高的鲁棒性。我们提出了一个由三种调控组成的调控模块，该模块负责精确的时序表达。本研究提出了关于生物系统如何在功能约束下被稳健设计的一个潜在原理。