从古代网络重建推断蛋白质-蛋白质相互作用网络的进化动力学
分子网络
2013-03-27 v2 无序系统与神经网络
生物物理
摘要
细胞功能基于蛋白质的复杂相互作用，因此蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络的结构和动力学是理解细胞功能的关键。近年来，对几种模式生物的大规模PPI网络进行了研究。方法上的改进现在允许同时分析多个生物的PPI网络，以及直接对祖先网络进行建模。这为挑战关于网络进化的现有假设提供了机会。我们利用来自七种模式生物整合数据集的当代PPI网络，开发了一个用于研究PPI网络进化动力学的理论和生物信息学框架。我们开发了一种新的基于渗流分析的过滤方法，以根据拓扑约束去除低置信度的相互作用。然后，我们重建了不同祖先的古代PPI网络，其中推断出了祖先蛋白质组以及祖先相互作用。祖先蛋白质是利用不同进化水平上的直系同源群重建的。我们开发了一种基于复制-分歧模型的随机方法，用于从当代PPI网络估计古代相互作用的概率。网络节点、边、大小和模块性的增长率表明乘法增长，并且与独立的静态分析结果一致。我们的结果支持复制-分歧进化模型，并表明分形性和乘法增长是PPI网络结构和动力学的一般特性。
引用
@article{arxiv.1006.2761,
title = {The evolutionary dynamics of protein-protein interaction networks inferred from the reconstruction of ancient networks},
author = {Yuliang Jin and Dmitrij Turaev and Thomas Weinmaier and Thomas Rattei and Hernan A. Makse},
journal= {arXiv preprint arXiv:1006.2761},
year = {2013}
}