用于网络-内部网络中的靶点搜索——及其在蛋白质-DNA相互作用中的应用

我们提出了一种新框架，用于理解组织为层级网络-内部网络系统中节点的靶点搜索问题。我们的工作概括了在复杂网络上的传统搜索模型，其中平均首次到达时间通常与节点度数成反比。然而，现实中的搜索过程常常跨越多个网络层级，例如从外部环境进入局部网络，然后导航多个内部状态。在诸如国际旅行网络、跟踪电子邮件滥用者以及细胞内蛋白质-DNA相互作用等场景中，都存在这种多层次复杂性。我们的理论通过将其建模为三层复合网络来处理这些复杂系统：外部源层、中间空间层和内部状态层。我们推导了通过靶点节点稳态通量的通用闭式解，作为平均首次到达时间的代理指标。我们的结果揭示了搜索效率与网络特定参数之间普遍关系。这一工作扩展了对复合网络当前理解，侧重于具有层级连接层级的系统。我们的发现对从流行病学到细胞生物学等多个领域具有广泛意义，并为复杂多层环境中的搜索动力学提供了更全面的理解。