Incoherent Inputs Enhance the Robustness of Biological Oscillators.
Incoherent Inputs Enhance the Robustness of Biological Oscillators.
复制标题
非相干输入增强了生物振荡器的鲁棒性。
DOI：
10.1016/j.cels.2017.06.013
复制
发表时间：
2017-07-26
期刊：
影响因子：
9.3
通讯作者：
Yang Q
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li Z;Liu S;Yang Q
强大的生物振荡器保持了在环境扰动存在下发挥作用的关键能力。虽然支持鲁棒振荡的中央架构已被广泛研究，但包含相同核心的网络在其振荡潜力方面差异很大，并且仍然难以理解核心的外围修饰对这种功能变化的贡献。在这里，我们已经产生了一个完整的图集的两个和三个节点的振荡器计算，然后系统地分析了网络结构和鲁棒性之间的关联。我们发现，虽然某些核心拓扑结构是必不可少的产生一个强大的振荡器，本地结构可以大大调制振荡的鲁棒性。值得注意的是，接收非相干或相干输入的本地节点分别以加性方式促进或衰减整体网络鲁棒性。我们在反映真实的生物振荡器的大规模网络中验证了这些关系。我们的研究结果提供了一个解释，为什么不需要振荡的辅助结构是进化保守的，并建议简单的方法来发展或设计强大的振荡器。
Robust biological oscillators retain the critical ability to function in the presence of environmental perturbations. Although central architectures that support robust oscillations have been extensively studied, networks containing the same core vary drastically in their potential to oscillate, and it remains elusive what peripheral modifications to the core contribute to this functional variation. Here, we have generated a complete atlas of two- and three-node oscillators computationally, then systematically analyzed the association between network structure and robustness. We found that, while certain core topologies are essential for producing a robust oscillator, local structures can substantially modulate the robustness of oscillations. Notably, local nodes receiving incoherent or coherent inputs respectively promote or attenuate the overall network robustness in an additive manner. We validated these relationships in larger-scale networks reflective of real biological oscillators. Our findings provide an explanation for why auxiliary structures not required for oscillation are evolutionarily conserved and suggest simple ways to evolve or design robust oscillators.
登录
查看更多内容
影响因子：
4.3
作者：
Jenkins RP;Hanisch A;Soza-Ried C;Sahai E;Lewis J
通讯作者：
Lewis J
影响因子：
64.5
作者：
Ferrell, James E., Jr.;Tsai, Tony Yu-Chen;Yang, Qiong
通讯作者：
Yang, Qiong
影响因子：
56.9
作者：
Lee, JH;Paull, TT
通讯作者：
Paull, TT
DOI：
10.1007/s11693-015-9178-6
发表时间：
2015-09-01
期刊：
Systems and synthetic biology
影响因子：
--
作者：
Castillo-Hair, Sebastian M;Villota, Elizabeth R;Coronado, Alberto M
通讯作者：
Coronado, Alberto M
设计能够自组织细胞极化的合成调节网络。
影响因子：
64.5
作者：
Chau AH;Walter JM;Gerardin J;Tang C;Lim WA
通讯作者：
Lim WA