تحلیل شبکه های زیستی علامت‏ دار از دیدگاه نظریه تعادل ساختاری

Abstract

تحلیل شبکه ‏های زیستی علامت‏دار از زمینه ‏های پژوهشی جدید در سال‏های اخیر به شمار می رود. این مقاله به بررسی و مقایسه خوشه‏ های متعادل و انجمن‏های چگال به عنوان دو الگوی ساختاری متفاوت در تحلیل و کشف واحدهای ساختاری موثر در شبکه ‏ها می پردازد. اگرچه بنابر مطالعات موجود شبکه‏ های زیستی به سمت ساختار متعادل گرایش دارند، اما این پژوهش نشان می‏دهد که الگوی انجمن‏های چگال در شبکه های بازنویسی سلول‏هایecoli و yeast از طرح خوشه‏ های متعادل فاصله داشته و تعداد پیوند‏های منفی در آنها به طور معناداری بالا است. این فاصله به عنوان معیاری در ارزیابی و تحلیل ساختار و عملکرد سیستم پیشنهاد می‏شود. همچنین با وجود آنکه اکثریت پیوند‏های بین خوشه ‏های متعادل از نوع منفی می باشد، اما این تحقیق بر نقش پیوند‏های مثبت واسطه بین خوشه ‏های متعادل در پاسخ سیستم تاکید دارد. تحلیل داده ‏های تعدادی شبکه تنظیم ژنی نشان می‏دهد که اغتشاش در وضعیت ژن‏های این پیوندهای واسطه تاثیر مهمی در پاسخ کلی سیستم داشته و سبب ایجاد فاصله بیشتر تعادل جدید از وضعیت اولیه می گردد. به این ترتیب شناسایی خوشه‏ های متعادل و ارتباطات آنها، رویکرد موثری در تعیین واحدهای موثر عملکردی و ارتباطات کلیدی شبکه ‏ها فراهم می کند. این رویکرد در کاربردهایی نظیر هدفگیری ژنی و قطع ارتباطات موثر بین زیرواحدهای اصلی سلولی می تواند مفید واقع شود.