来自美国麻省理工学院、范德比尔特大学、洛斯阿拉莫斯实验室等机构的研究人员构建一个模型,它可定量地预测酿酒酵母响应胁迫时,随机激活的基因的转录动力学规律。

-2013年2月1日《科学》


中文翻译


【题目】信号激活型随机基因调控的系统鉴定

【译文】尽管大量的研究用于阐明信号转导和基因调控通路的生物化学规律,但是仍然难以理解或预测其中的定量反应。为了鉴定用于解释酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)的渗透压反应通路的转录动力学的预测模型,本研究使用随机分析整合了单细胞实验。本研究建立了复杂性不同的多种模型,同时使用参数估计和交叉验证分析来选择最佳预测模型。这一模型阐明了一些动力学特性,包括一些渗透敏感基因的多步骤调控作用和类开关激活作用。此外,这一模型正确地预测了细胞响应不同的环境和基因扰动的转录动力学。因为我们的方法具有普遍性的,它应该可更容易地预测性理解信号激活的其他通路或有机体中的其他基因的转录。

英文原稿


[Title]: Systematic Identification of Signal-Activated Stochastic Gene Regulation

[Authors]: Gregor Neuert, Brian Munsky, Rui Zhen Tan, Leonid Teytelman, Mustafa Khammash, and Alexander van Oudenaarden 

[Abstract]: Although much has been done to elucidate the biochemistry of signal transduction and gene regulatory pathways, it remains difficult to understand or predict quantitative responses. We integrate single-cell experiments with stochastic analyses, to identify predictive models of transcriptional dynamics for the osmotic stress response pathway in Saccharomyces cerevisiae. We generate models with varying complexity and use parameter estimation and cross-validation analyses to select the most predictive model. This model yields insight into several dynamical features, including multistep regulation and switchlike activation for several osmosensitive genes. Furthermore, the model correctly predicts the transcriptional dynamics of cells in response to different environmental and genetic perturbations. Because our approach is general, it should facilitate a predictive understanding for signal-activated transcription of other genes in other pathways or organisms.

原文地址

http://www.sciencemag.org/content/339/6119/584.short

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