揭示代谢网络背后的隐藏几何结构
分子网络
2011-09-12 v1 无序系统与神经网络
物理与社会
摘要
代谢是生命和疾病背后迷人的细胞机制，基因组规模的代谢网络重建为我们提供了其复杂性的迷人视角。然而，破译代谢结构与功能之间的关系仍然是一个重大挑战。特别是，将观察到的结构规律转化为系统功能背后的组织原则是一项关键任务，在赋予代谢的复杂网络表示以几何距离的概念后，可以显著地解决这一问题。本文通过将代谢网络嵌入到一个简单的几何结构中，设计了一幅代谢网络的图谱，该几何结构为其观察到的网络拓扑提供了自然的解释，并将节点邻近性编码为隐藏结构相似性的度量。我们假设一个简单且普遍的连接律，该定律赋予在隐藏空间中距离更近的代谢物/反应对更高的相互作用概率。值得注意的是，我们发现大肠杆菌和人类细胞代谢的架构与底层几何结构之间存在惊人的一致性。此外，该形式论在定量串扰的基础上揭示了一种由连接的生化途径组成的骨架状结构。因此，途径获得了一个新的视角，挑战了它们作为自包含功能单元的经典观点。
引用
@article{arxiv.1109.1934,
title = {Uncovering the hidden geometry behind metabolic networks},
author = {M. Angeles Serrano and Marian Boguna and Francesc Sagues},
journal= {arXiv preprint arXiv:1109.1934},
year = {2011}
}