netwerkmotieven

Netwerkmotieven zijn kleine terugkerende subgrafieken in complexe netwerken die vaker voorkomen dan in vergelijkbare randomnetwerken. Ze worden gezien als mogelijke bouwstenen van netwerkarchitecturen. Het concept werd in 2002 geïntroduceerd door Uri Alon en collega’s in de context van biologische netwerken (Milo et al., 2002).

Om motieven te identificeren worden vaak drie- tot vierknoopsubgrafieken geteld en vergeleken met een null-model dat dezelfde graadverdeling behoudt. De frequentie wordt vergeleken met die in gegenereerde netwerken, met statistische maten zoals z-scores of p-waarden en correcties voor meervoudige testen. Motieven die significant oververtegenwoordigd zijn, vormen de lijst.

Bekende motieven zijn het feed-forward loop (FFL), de single-input module (SIM) en de bi‑fan. In regulatoire netwerken kan een FFL functioneren als signaalverwerker met vertraging of pulsrespons, afhankelijk van de interacties en de logica. Een SIM regelt meerdere doelgenen via één regelaar, wat coördinatie mogelijk maakt. Een bi‑fan koppelt twee regulerende knopen aan twee sets van doelgenen en kan samenwerking of antagonisme introduceren.

Toepassingen omvatten het begrijpen van ontwerpprincipes, vergelijking tussen organismen en het ontwerp van synthetische netwerken. Kritieken benadrukken dat motieven interpretaties contextafhankelijk zijn en sterk afhankelijk van data en het gebruikte nulmodel; overinterpretatie en biases blijven zorgpunten.

In het kort bieden netwerkmotieven een raamwerk om terugkerende netwerkpatronen te benoemen en hypotheses over functie te genereren.