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PLOS ONE: La criticidad Organizado autónomos Emergente en dinámica de la expresión de genes: Desarrollo temporal de la Fase de Transición Global Revelado en una línea celular de cáncer


Extracto

Antecedentes

El mecanismo subyacente de control dinámico de la expresión de todo el genoma es un tema fundamental en la biociencia. Hemos abordado en términos de transición de fase mediante un enfoque sistémico basado tanto en el análisis de la densidad y las características de fluctuación temporal de la expresión del ARNm del curso del tiempo en la diferenciación de las células MCF-7 de cáncer de mama.

Metodología

En un trabajo reciente, hemos sugerido la criticidad como un aspecto esencial de control dinámico de la expresión de genes en todo el genoma. Criticidad era evidente por una transición unimodal-bimodal través perfil de expresión unimodal aplanado. La planitud de la transición sugiere la existencia de una transición crítica a la que arriba y hacia abajo reguladas expresión es equilibrada. campo (de promedio) el comportamiento de los ARNm a partir de los cambios de expresión temporal significa revela un tipo de pila de arena de la transición en el perfil aplanado. Además, alrededor de la transición, una transición unimodal-bimodal auto-similar de toda la expresión se produce en el perfil de densidad de un conjunto de la expresión de ARNm. Estos comportamientos singulares y de escala identificar la transición como la transición de fase de expresión impulsado por la criticidad autoorganizada (SOC)

Principales conclusiones

Las propiedades emergentes de SOC a través de un enfoque de campo medio se revelan:. I ) SOC, como una forma de transición de fase genómico, consolida estados críticos distintos de expresión, ii) acoplamiento de oscilaciones estocásticos coherentes entre estados críticos en diferentes escalas de tiempo da lugar a SOC, y iii) grupos de genes específicos (genes de código de barras), que van de tamaño desde KBP a MBP revelan SOC similar a escala del genoma expresión del ARNm y la sincronización ON-OFF para estados críticos. Esto sugiere que la regulación de los genes del genoma de la cooperativa topológica subunidades está mediada por las transiciones de fase coherente de conformaciones megadominio-escalado entre los estados de la cromatina compacta e hinchadas.

Conclusión y significado

En resumen, nuestro estudio proporciona no sólo un método sistémico para demostrar SOC en la expresión de todo el genoma, sino que también introduce nuevos conceptos a tierra física de un gran avance en el estudio de la regulación biológica

Visto: M. Tsuchiya, Giuliani a, Hashimoto M, Erenpreisa J, K Yoshikawa (2015) Organizado criticidad auto-emergente en dinámica de la expresión de genes: Desarrollo temporal de la fase de transición Global Revelado en una línea celular de cáncer. PLoS ONE 10 (6): e0128565. doi: 10.1371 /journal.pone.0128565

Editor: Christof Markus Aegerter, Universidad de Zurich, Suiza

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