Discovering dominant pathways and signal-response relationships in signaling networks through nonparametric approaches

مسیر سیگنالینگ یک دنباله ای از پروتئین ها و مولکول های مسافری است که اطلاعات را از سطح سلول به مولکول های هدف انتقال می دهد. درک فرآیند انتقال سیگنال نیازمند توضیح دقیق مسیرهای درگیر است. چندین روش و ابزار حل این مشکل را با استفاده از داده های ژنوم و پروتئومیک. با این حال، مشکل دریافت دانش قبلی از شبکه های سیگنال پیچیده، کاربرد این ابزار ها را محدود می کند. در این مطالعه، بر اساس شباهت جریان سیگنال در شبکه سیگنالینگ، ما یک روش برای تعیین مسیرهای غالب و پاسخ سیگنال به تحریک ها را معرفی می کنیم. این مدل با استفاده از رویکرد توزیع توابع توپولوژی و چهار مرحله اصلی شامل وزن گذاری لبه ها، شبیه سازی انتقال سیگنال در شبکه (وزن گره ها)، پیدا کردن مسیر بین گره های اولیه و هدف و تعیین امتیاز قابل توجهی در هر مسیر است. ما مدل پیشنهادی را به هشتاد و سه شبکه سیگنالینگ با استفاده از مولکول های منبع و غرقابی مشتق شده از بیولوژیکی اعمال کردیم. مسیرهای غالب بهبود یافته با بسیاری از مسیرهای سیگنال شناخته شده مطابقت داده شده و پیشنهاد یک شاخص امیدوار کننده برای تجزیه و تحلیل ضرورت فنوتیپ مسیرهای رمزگذاری مولکول را نشان می دهد. ما همچنین روابط تحریک-پاسخ در مقیاس انعطاف پذیری سیناپسی طولانی و کوتاه مدت را بر اساس مفهوم راهبرد سیگنال غالب تعیین کردیم. ما نشان دادیم که روش پیشنهادی نه تنها دقیق مسیرهای سیگنالینگ غالب را تعیین می کند بلکه نقاط موثر مداخله در انتقال سیگنال را مشخص می کند.