江南科学网—汤超小组研究揭示生物适应性在生物网络层次上如何实现

北京年夜学理论生物学中央汤超传授课题组以及加州年夜学旧金山分校Wendell Lim传授课题组互助，于最新的一项研究中展现了生物顺应性于生物收集条理上是怎样实现的。该研究所发明的纪律性可能于生物体系中具备普适性，将有助在加深对于在生物体系繁杂性的熟悉。近日这一研究结果已����APP经作为封面文章登载于国际一流杂志《细胞》上（Defining network topologies that can achieve biochemical adaptation. Wenzhe Ma, Ala Trusina, Hana El-Samad, Wendell Lim, and Chao Tang. (2009) Cell, 138, 760－773）。《细胞》杂志专门为此配发了评论。该论文的第一作者马文喆玻士（互助导师为汤超传授以及欧阳颀传授）是北京年夜学理论生物学中央与加年夜旧金山分校结合造就的玻士后。马文喆玻士2007年7月卒业在北京年夜学，是北京年夜学理论生物学中央正式招收的第一批跨学科研究生。生物体糊口于一个不停变迁的情况中，怎样顺应新的情况是生物体包管自身保存的需要，这一特征可以广义地称为生物体的顺应性。而生物界的另外一个令人着迷的特性则是具备多样性。这类多样性不只对于应在咱们可以看到的生物表型，也同时存于在致使表型的调控收集上。详细来讲，履行统一种功效的调控收集可以对于应在千差万另外收集布局。这类生物的多样性给科学研究带来了很年夜的坚苦。于该事情中，马文喆玻士等人于理论上研究了酶调控收集的顺应性问题。经由过程于理论上穷举所有可能的简朴调控收集，他们起首发明了许多具备顺应性的收集，这一点与生物中的多样性是一致的。可是于详细的阐发了这些具备顺应性的收集以后，他们惊讶地发明所有这些具备顺应性的收集均可以被分为两年夜类。起首可以于收集布局长进行分类：第一类收集包罗两条符号相反的从输入到输出的旌旗灯号通路（纷歧致前馈回路）；而另外一类收集不包罗前馈回路，却包罗至少一个负反馈回路。这类布局分类同时也对于应着收集中要害节点差别的功效。于纷歧致前馈回路中必然要有一个节制节点对于输入输出举行成比例的调控；而于负反馈回路中必然要有一个举行积分调控的节制节点。这项研究注解，于繁杂的生物征象暗地里极可能存于着普适的纪律性。该研究成果可以作为参照尺度来判定已经知的顺应性收集是否包罗了须要的元素，是否完备；也能够用在引导合成生物学研究来构建新的具备顺应性的收集。