分子网络演化中的上游可塑性与下游稳健性

演化中的生物分子网络必须将对扰动的稳定性与灵活性结合起来，使其组分能够在细胞中承担新功能。基因复制及其后相关蛋白质的功能分化是塑造生物体内分子网络的主要力量。最近酵母 S. Cerevisiae 的全系统数据的可得性使我们能够评估基因复制对分子网络稳健性与可塑性的影响。我们证明，复制基因的下游转录调控快速分化，其共有转录因子平均随氨基酸序列 1% 的分化而损失 4%。相反，其蛋白质产物的物理相互作用伙伴集合变化慢得多。复制基因下游功能的相对稳定性，进一步由它们在基因敲除实验中相互替代的能力所证实。我们认为，上游可塑性与下游稳健性的结合是决定分子网络可演化性的一个普遍特征。