基因调控网络中的瞬态滞回与固有随机性
分子网络
2019-10-09 v4 动力系统
摘要
细胞命运决定,即细胞定向分化为特定状态的过程,通常由具有互斥表达状态的基因调控模体介导。细胞命运决定的经典确定性图景包括双稳性与滞回,这使得在撤去刺激后所获细胞状态得以维持,从而确保稳健的细胞响应。然而,基因表达动力学固有的随机性与滞回不相容,因为所支配的化学主方程(Chemical Master Equation)的平稳解不依赖于初始条件。本工作中,我们提供了瞬态滞回现象的定量描述,该现象调和了基因调控网络中滞回行为的实验证据与其固有随机性。在足够缓慢的动力学下,非平稳解对细胞初始状态的依赖性可导致我们在此所称的瞬态滞回。为量化此现象,我们给出了向平衡收敛速率的估计。我们还引入了一个自然景观方程以刻画系统演化,与传统细胞命运势能景观不同,该方程在微观层面与共存概念相容。
引用
@article{arxiv.1810.10409,
title = {Transient hysteresis and inherent stochasticity in gene regulatory networks},
author = {Manuel Pájaro and Irene Otero-Muras and Carlos Vázquez and Antonio A. Alonso},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.10409},
year = {2019}
}
备注
35 pages, 13 figures