How cells tame noise while maintaining ultrasensitive transcriptional responses
Notice bibliographique
Résumé
Ultrasensitive transcriptional switches are essential for converting gradual molecular inputs into decisive gene expression responses, enabling critical behaviors such as bistability and oscillations. While cooperative binding, relying on direct repressor-DNA binding, has been classically regarded as a key ultrasensitivity mechanism, recent theoretical works have demonstrated that combinations of indirect repression mechanisms-sequestration, blocking, and displacement-can also achieve ultrasensitive switches with greater robustness to transcriptional noise. However, these previous works have neglected key biological constraints such as DNA binding kinetics and the limited availability of transcriptional activators, raising the question of whether ultrasensitivity and noise robustness can be sustained under biologically realistic conditions. Here, we systematically assess the impact of these factors on ultrasensitivity and noise robustness under physiologically plausible conditions. We show that while various repression combinations can reduce noise, only the full combination of all three indirect mechanisms consistently maintains low noise and high ultrasensitivity. As a result, biological oscillators employing this triple repression architecture retain precise rhythmic switching even under high noise, and even when activators are shared across thousands of target genes. Our findings offer a mechanistic explanation for the frequent co-occurrence of these repression mechanisms in natural gene regulatory systems.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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 | 0,000 | 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 | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».