定量生物学 > 分子网络
[提交于 2025年1月27日
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标题: 在多尺度设置中翻译和评估单细胞布尔网络干预
标题: Translating and evaluating single-cell Boolean network interventions in the multiscale setting
摘要: 细胞内网络处理细胞水平的信息并控制细胞命运。 它们可以使用布尔网络进行计算建模,布尔网络是离散二进制事件的隐式时间因果模型。 这些网络可以嵌入计算代理中以驱动细胞行为。 为了探索这种集成,我们构建了一组候选干预措施,利用穷举搜索模拟、稳定基序控制和基于个体的平均场方法(IBMFA),在一种罕见白血病的细胞存活网络中诱导细胞凋亡。 由于固有的算法限制,这些干预措施最适合用于细胞级决策,而不是更现实的多细胞环境。 为了解决这些限制,我们将目标控制解决方案视为潜在的治疗干预目标,并开发了一个管道,将它们转化为连续时间的多细胞、基于代理的模型。 我们通过阈值化设置布尔网络和多细胞模型之间的离散到连续转换,并生成简单的计算模拟,旨在模仿实验和转化生物学中的情况。 这些包括一系列模拟:恒定底物梯度、全局底物脉冲和随时间变化的边界条件。 我们发现,在隐式时间单细胞环境中表现相同的干预措施,在多尺度环境中在影响种群增长和空间分布的能力上是可分离的。 进一步分析表明,种群和空间分布的差异源于内部动态的差异(稳定基序控制与目标控制)以及干预节点与输出节点之间的网络距离。 这一概念验证工作展示了在多细胞模拟中考虑内部动态的重要性,以及对布尔网络控制理解的影响。
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