新定理有助于揭示结核病的秘密

莱斯大学和罗格斯大学的研究人员开发的一种新方法可以帮助科学家了解生化网络并不总是按预期运行的方式和原因。为了测试这种方法，他们分析了引起结核病的细菌的应激反应并预测了新的相互作用。

今天发表的PLOS 计算生物学论文描述了这些结果。

莱斯大学生物工程副教授、首席研究员奥列格·伊戈辛 (Oleg Igoshin) 表示：“在过去的几十年里，生物科学家已经生成了大量有关生化网络的信息，即活细胞内发生的一系列反应。”

“我们开始了解这些网络如何控制生物反应的动态，即生物分子浓度如何随时间变化的精确性质，”他说。“但迄今为止，只制定了一些将动态响应与底层网络结构联系起来的一般规则。我们的定理提供了另一个这样的规则，因此可以广泛适用。”

该定理使用了控制理论的方法，控制理论是工程和数学的跨学科分支，处理有输入的动力系统的行为。该定理阐述了基础生化网络响应单调触发而显示非单调动力学的条件。例如，它可以解释基因的表达首先加速，然后减慢并恢复正常。(单调响应总是增加或总是减少;非单调响应先增加然后减少，反之亦然。)

该定理指出，只有当系统的输出从输入接收到冲突的消息时，才可能出现非单调响应，从而路径的一个分支激活它，而另一个分支则停用它。

伊戈辛说，如果在似乎缺少此类冲突路径的系统中观察到非单调响应，则意味着某些生化相互作用仍未被发现。

“我们所做的是找出人们观察到但无法解释的动态现象的机制，这似乎与当前的知识状况不一致，”他说。

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