Combinatorial explosion in model gene networks
Pourquoi ce travail est dans la base
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Notice bibliographique
Résumé
The explosive growth in knowledge of the genome of humans and other organisms leaves open the question of how the functioning of genes in interacting networks is coordinated for orderly activity. One approach to this problem is to study mathematical properties of abstract network models that capture the logical structures of gene networks. The principal issue is to understand how particular patterns of activity can result from particular network structures, and what types of behavior are possible. We study idealized models in which the logical structure of the network is explicitly represented by Boolean functions that can be represented by directed graphs on n-cubes, but which are continuous in time and described by differential equations, rather than being updated synchronously via a discrete clock. The equations are piecewise linear, which allows significant analysis and facilitates rapid integration along trajectories. We first give a combinatorial solution to the question of how many distinct logical structures exist for n-dimensional networks, showing that the number increases very rapidly with n. We then outline analytic methods that can be used to establish the existence, stability and periods of periodic orbits corresponding to particular cycles on the n-cube. We use these methods to confirm the existence of limit cycles discovered in a sample of a million randomly generated structures of networks of 4 genes. Even with only 4 genes, at least several hundred different patterns of stable periodic behavior are possible, many of them surprisingly complex. We discuss ways of further classifying these periodic behaviors, showing that small mutations (reversal of one or a few edges on the n-cube) need not destroy the stability of a limit cycle. Although these networks are very simple as models of gene networks, their mathematical transparency reveals relationships between structure and behavior, they suggest that the possibilities for orderly dynamics in such networks are extremely rich and they offer novel ways to think about how mutations can alter dynamics. (c) 2000 American Institute of Physics.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| 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 | 0,001 | 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 découle