Gene Networks of Fully Connected Triads with Complete Auto-Activation Enable Multistability and Stepwise Stochastic Transitions
Notice bibliographique
Résumé
Fully-connected triads (FCTs), such as the Oct4-Sox2-Nanog triad, have been implicated as recurring transcriptional motifs embedded within the regulatory networks that specify and maintain cellular states. To explore the possible connections between FCT topologies and cell fate determinations, we employed computational network screening to search all possible FCT topologies for multistability, a dynamic property that allows the rise of alternate regulatory states from the same transcriptional network. The search yielded a hierarchy of FCTs with various potentials for multistability, including several topologies capable of reaching eight distinct stable states. Our analyses suggested that complete auto-activation is an effective indicator for multistability, and, when gene expression noise was incorporated into the model, the networks were able to transit multiple states spontaneously. Different levels of stochasticity were found to either induce or disrupt random state transitioning with some transitions requiring layovers at one or more intermediate states. Using this framework we simulated a simplified model of induced pluripotency by including constitutive overexpression terms. The corresponding FCT showed random state transitioning from a terminal state to the pluripotent state, with the temporal distribution of this transition matching published experimental data. This work establishes a potential theoretical framework for understanding cell fate determinations by connecting conserved regulatory modules with network dynamics. Our results could also be employed experimentally, using established developmental transcription factors as seeds, to locate cell lineage specification networks by using auto-activation as a cipher.
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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 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».