sääntelyverkossa

Sääntelyverkko on järjestelmä, jossa osatekijät vaikuttavat toisiinsa säätelemällä toistensa toimintaa. Usein termi liittyy biologiaan, missä puhutaan geneettisistä sääntelyverkostoista (GRN), mutta käsite kattaa myös muunlaiset ohjausverkot. Geneettisessä sääntelyverkossa solun ilmentymä määräytyy vuorovaikutusten kautta: geenit, transkriptiotekijät, mikro-RNA:t ja signaalit voivat aktivoida tai estää toistensa ilmentymisen.

Verkko muodostuu solujen sisäisestä ja solujen välisestä molekyylivuorovaikutuksesta. Topologian piirteitä ovat esimerkiksi säätelevät polut, signaalit ja motifit kuten feed-forward- sekä palautemallit, jotka vaikuttavat verkon vakauteen ja vasteaikaan. Dynaamisesti sääntelyverkot voivat tuottaa erilaisia tiloja, kuten kehitysohjelmia tai rytmisiä ilmentymiä.

Tutkimuksessa sääntelyverkkoja kuvataan ja tutkitaan erilaisten matemaattisten mallien avulla: boolean-malleilla, differentiaaliyhtälö- (ODE) malleilla sekä tilastollisilla ja todennäköisyyspohjaisilla verkoilla. Suuret mittaustiedot, kuten RNA-seq, ChIP-seq ja proteomiset tiedot, tukevat verkon uudelleenrakentamista ja validointia.

Sääntelyverkkojen tutkimuksella on sovelluksia kehitysbiologiassa, immuunologiassa ja syövän tutkimuksessa sekä bioteknologian suunnittelussa, joissa virheellinen sääntely voi johtaa kehityksen epäonnistumiseen tai sairauksiin. Haasteita ovat mittausten epätarkkuus, kontekstisidonnaisuus ja verkon monimutkaisuus.