Identification of critical regulatory genes in cancer signaling network using controllability analysis

سرطان توسط یک وب پیچیده از مکانیزم های نظارتی مشخص می شود که شناسایی ویژگی هایی که در کنترل آن نقش مهمی دارد دشوار است. مدل های یکپارچه مولکولی سرطان که با کمک داده های آزمایش های تجربی تولید شده اند، استفاده از نظریه کنترل را برای ترسیم روش هایی برای کنترل وضعیت چنین شبکه دینامیکی پیچیده تسهیل می کنند. ما شبکه سیگنالینگ سرطان انسان را به عنوان یک گراف هدایت شده مدل کردیم و آن را برای کنترل آن، شناسایی گره های راننده و ویژگی های آنها تحلیل کردیم. ما گره های راننده را با استفاده از الگوریتم حداکثر تطبیق شناسایی کردیم و آنها را به عنوان ستون فقرات، محیطی و عادی بر اساس نقش آنها در تعاملات نظارتی و کنترل شبکه، طبقه بندی کردیم. ما دریافتیم که گره های راننده ستون فقرات کلید رانندگی شبکه های نظارتی را به فنوتیپ سرطان (از طریق جهش) و همچنین برای فرماندهی فنوتیپ سالم (به عنوان اهداف مواد مخدر) کلید بودند. این بدان معنی است که در حالی که ژن های ستون فقرات می توانند به علت جهش ها به سرطان منجر شوند، همچنین اهداف درمانی سرطانی هستند. علاوه بر این، بر اساس تاثیر آنها بر اندازه مجموعه گره های راننده، ژن ها به عنوان ضروری، غیرقابل اجتناب و بی طرف شناخته شده اند. گره های ضروری در ستون فقرات شبکه به عنوان مرکزی برای کنترل سازوکار کنترل سرطان ظاهر شدند. علاوه بر بررسی پرونده های شبکه سیگنال سرطان از منظر کنترل، یافته های ما نشان می دهد که گره های ضروری ضروری ستون فقرات می تواند به عنوان اهداف درمانی به طور بالقوه مورد استفاده قرار گیرد. این مطالعه نیز کاربرد کنترل قابلیت ساختاری را برای مطالعه مکانیسم های مبتنی بر تنظیم بیماری های پیچیده نشان می دهد.