ЦИРКАДНЫЕ ЧАСЫ МЛЕКОПИТАЮЩИХ: ГЕННАЯ СЕТЬ И КОМПЬЮТЕРНЫЙ АНАЛИЗ
Аннотация
В работе представлены результаты реконструкции и анализа генной сети циркадных часов млекопитающих. Применение методов теории графов позволило провести анализ структуры генной сети и выделить центральную компоненту регуляции циркадного ритма, которая включает базовые регуляторные контуры, проходящие через ключевой элемент циркадных часов –белок Clock/Bmal1. Использование кластерного анализа позволило выявить подсистемы, имеющие четкую биологическую интерпретацию и участвующие в функционировании циркадных часов путем взаимодействия с центральной компонентой. Такая структурная модель, включающая центральную компоненту и взаимодействующие с ней функциональные подсистемы, может быть основой для построения математической модели динамики генной сети регуляции циркадного ритма.
При поддержке: грант РНФ № 14-24-00123
Об авторах
О. А. Подколодная
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», Новосибирск, Россия
Россия
Россия
Н. Н. Подколодная
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия
Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск, Россия
Россия
Россия
Н. Л. Подколодный
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт вычислительной математики и математической геофизики Сибирского отделения Российской академии наук,
Новосибирск, Россия
Россия
Россия
Список литературы
1. Подколодная О.А. Молекулярно-генетические аспекты взаимодействия циркадных часов и метаболизма энергетических субстратов млекопитающих // Генетика. 2014. Т. 50. № 2. С. 125–137.
2. Albrecht U. Timing to Perfection: The Biology of Central and Peripheral Circadian Clocks // Neuron. 2012. V. 74. P. 246–260.
3. Ananko E.A., Podkolodny N.L., Stepanenko I.L., Podkolodnaya O.A., Rasskazov D.A., Miginsky D.S., Likhoshvai V.A., Ratushny A.V., Podkolodnaya N.N., Kolchanov NA. GeneNet in 2005 // Nucleic Acids Res. 2005. V. 33 (Database issue). P. D425–D427.
4. Asher G., Schibler U. Crosstalk between components of circadian and metabolic cycles in mammals // Cell Metab. 2011. V. 13. P. 125–137.
5. Barabasi A.-L., Oltvai Z.N. Network biology: understanding the cell’s functional organization // Nat. Rev. Genet. 2004. V. 5. Р. 101–113.
6. Blondel V.D. et al. Fast unfolding of communities in large networks // J. Stat. Mechanics. 2008. V. 10008. Р. 1–12.
7. Erdős P., Rényi A. On random graphs I // Publ. Math. Debrecen. 1959. V. 6. P. 290–297.
8. Kim W., Li M. et al. Biological network motif detection and evaluation // BMC Systems Biology. 2011. V. 5. Р. S5.
9. Koschützki D., Schreiber F. Centrality analysis methods for biological networks and their Application to gene regulatory networks // Gen. Regul. Syst. Bio. 2008. V. 2. Р. 193–201.
10. Morf J., Rey G., Schneider K. et al. Cold-inducible RNA-binding protein modulates circadian gene expression posttranscriptionally // Science. 2012. V. 338. P. 379–383.
11. Newman M.E.J. The structure and function of complex networks // SIAM Reviews. 2003. V. 45. Р. 167–256.
12. Reppert M., Weaver D. Molecular analysis of mammalian circadian rhythms // Ann. Rev. Phys. 2001. V. 63. P. 647–676.
13. Ripperger J.A., Brown S.A. Transcriptional regulation of circadian clock // Protein Reviews 2010. V. 12. P. 37–78.
14. Tarjan R. Enumeration of the elementary circuits of a directed graph // SIAM J. Computing. 1973. V. 2. P. 211–216.
15. Virshup D.M., Eide E.J., Forger D. et al. Reversible protein phosphorylation regulates circadian rhythms // Cold Spring Harb Symp Quant Biol. 2007. V. 72. P. 413–420.
16. Watts D.J., Strogatz S.H. Collective dynamics of ‘small-world’ networks // Nature. 1998. V. 393 (6684). Р. 440–442.
17. Yagita K., Tamanini F., van Der Horst G.T., Okamura H. Molecular mechanisms of the biological clock in cultured fibroblasts // Science. 2001. V. 292. P. 278–281.
Рецензия
Просмотров:
496
Послать статью по эл. почте 