Viral-mediated noisy gene expression reveals biphasic E2f1 response to MYC.
Viral-mediated noisy gene expression reveals biphasic E2f1 response to MYC.
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DOI：
10.1016/j.molcel.2011.01.014
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发表时间：
2011-02-04
期刊：
影响因子：
16
通讯作者：
You L
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wong JV;Yao G;Nevins JR;You L
病毒载体介导的基因表达受制于细胞间的变异性，这限制了基因传递的准确性。然而，当与单细胞测量相结合时，这种可变性为量化哺乳动物细胞中的信号动力学提供了一种有效的手段。在这里，我们通过将E2F1反应映射到MYC、血清刺激或两者兼而有之来说明这种方法的实用性。我们的结果揭示了一种被低估的基因调控模式：随着MYC投入的增加，E2F1的表达首先增加，然后降低。这种双相模式也反映在网络的其他节点上，包括miR-17-92微RNA簇和p19Arf。该网络的数学模型成功地预测了血清和CDK抑制剂对双相E2F反应的调制。除了展示如何利用噪声来探测信号动力学之外，我们的结果还揭示了MYC/Rb/E2F途径的协调如何能够动态区分异常和正常水平的生长刺激。
Gene expression mediated by viral vectors is subject to cell-to-cell variability, which limits the accuracy of gene delivery. When coupled with single-cell measurements, however, such variability provides an efficient means to quantify signaling dynamics in mammalian cells. Here, we illustrate the utility of this approach by mapping the E2f1 response to MYC, serum stimulation, or both. Our results revealed an underappreciated mode of gene regulation: E2f1 expression first increased then decreased as MYC input increased. This biphasic pattern was also reflected in other nodes of the network including the miR-17-92 micro RNA cluster and p19Arf. A mathematical model of the network successfully predicted modulation of the biphasic E2F response by serum and a CDK inhibitor. In addition to demonstrating how noise can be exploited to probe signaling dynamics, our results reveal how coordination of the MYC/RB/E2F pathway enables dynamic discrimination of aberrant and normal levels of growth stimulation.
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