Exploiting the determinants of stochastic gene expression in <i>Saccharomyces cerevisiae</i> for genome-wide prediction of expression noise
Notice bibliographique
Résumé
Gene regulation is a process with many steps allowing for stochastic biochemical reactions, which leads to expression noise-i.e., the cell-to-cell stochastic fluctuation in protein abundance. Such expression noise can give rise to drastically diverse phenotypes, even within isogenic cell populations. Although numerous biophysical approaches had been proposed to model the origin and propagation of expression noise in biological networks, these models essentially characterize the innate stochastic dynamics in gene regulation in a mechanistic way. In this work, by investigating expression noise in the context of yeast cellular networks, we place the biophysical formulism onto solid genetic ground. At the sequence level, we show that extremely noisy genes are highly conserved in their coding sequences. At the level of cellular networks where natural selection is manifested by the topological constraints, we show that genes with varying expression noise are modularly organized in the protein interaction network and are positioned orderly in the gene regulatory network. We demonstrate that these topological constraints are highly predictive of stochastic gene expression, with which we were able to confidently predict stochastic expression for more than 2,000 yeast genes whose expression noise was previously not known. We validated the predictions by high-content cell imaging. Our approach makes feasible genome-wide prediction of stochastic gene expression, and such predictability in turn suggests that expression noise is an evolvable genetic trait.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».