51、基因调控网络的布尔建模：深入解析与应用前景

基因调控网络的布尔建模：深入解析与应用前景

1. 基因调控网络基础

在基因调控网络中，不同基因在不同细胞区室表达是常见现象，这也是“节段极性基因”得名的基础。在该网络中，多数激活效应会传播到细胞外，但存在三种情况，激活信号会返回其源头，即网络中存在三个短正反馈回路。第一个和第二个回路连接 wg2 与 (wCACR)2 或 (wSCR)2，第三个回路连接 PTC2 与 P2H1H3。这些回路确保了在满足循环中伪节点表达的所有条件时，wg 和 PTC 的维持。wg 循环的成功激活可诱导相邻细胞中 en 和 hh 的稳定表达，而 PTC 的稳定表达会导致在距离 en 表达两个细胞处的 CIR 稳定表达。

2. 基因突变模拟

通过突变使选定基因沉默是实验中推断基因相互作用的重要方法。这些无效突变基因无法合成蛋白质，如果该蛋白质是转录因子，突变的影响会在系统中传播。模型可通过将转录本状态设置为 OFF 并在系统演化过程中不更新来模拟无效突变的影响。
- en、wg 或 hh 突变 ：若 en、wg 或 hh 中的任何一个被阻断，稳态将是没有 en、wg、ptc 或 hh 的模式。这些突变会破坏细胞间信号传导，导致 CIR 普遍表达，进而普遍抑制转录。
- ptc 基因突变 ：当 ptc 基因被阻断时，会得到宽的 wg、en 和 hh 条纹模式。因为 ptc 失活会使 PTC 普遍存在，导致所有 CI 转化为 CIA，从而导致两个细胞宽的 wg 和 en/hh 表达。
- ci 基因缺失 ：如果其他基因正常启动，ci 缺失不会影响 en、wg 和