Game theoric analysis of MAPK signaling pathways in Saccharomyces cerevisiae
- Global styles
- Apa
- Bibtex
- Chicago Fullnote
- Help
Abstract
Hücreiçi sinyal aglarının anlasılması, gerek hastalıkların arkasında yatan molekülermetabolizmaların ortaya çıkarılmasında gerekse de canlı hücrelerin çevrelerindeki degisimlereuyumunun açıklanmasında önem tasımaktadır. Sinyal yolizleri dallanarak aralarında iletisimhalinde olan bir yapıya dönüsürler ve bu sekilde birden çok molekülün birbiriyle baglantılıoldugu karmasık sinyal agları olustururlar. Yakın zamanda her MAPK yolizinin, bünyesindekisinyalleme elemanlarının bu yolizlerince ortak kullanıldıgı bir agın parçası olduguanlasılmıstır. Bilinen neredeyse tüm hastalıklar bu sinyal aglarında anormallikler gösterdikleriiçin bu agların topolojisi ile fonksiyonları arasındaki baglantıların ardında yatan prensiplerinortaya çıkarılması sistem biyolojisindeki ana hedeflerden biridir. Bu çalısmada, olasılıklıgrafik modeli aracılıgıyla (Bayes Agı), mayanın MAPK agları için alternatif sinyalmekanizmalarının uygunlugu test edilmistir. MAPK yolizleri arasında büyük oranda ortakkullanılan elemanlar dolayısıyla olusan karısıklık sebebiyle biolojik olarak aktif olmasıbeklenmeyen çesitli sinyal iletim mekanizmalarının olası oldugu gözlemlenmistir. Bunun yanısıra, bir oyuncunun en uygun strajesinin diger oyuncuların olası stratejileri de gözönündebulundurularak belirlendigi bir oyun teorisi formülasyonu uygulanması sonucu ortak kullanımdolayısıyla ortaya çıkan hatalı beklentileri yok eden, ideal strateji kararlarını ifade eden birNash dengesi ortaya çıkmıstır ve biyolojiyi basarılı bir sekilde yansıtmıstır. Bu matematikselyaklasım mantıksal adımlarla komplike biyolojik sistemlerin de gerçegi yansıtacak sekildemodellenebilmesinin mümkün oldugunu göstermistir. Önerilen metod, gelismekte olanbiyolojik verilerin ısıgında ag topolojisinin evrimsel yapılandırılmasının altında yatanprensiplerin ortaya çıkarılmasını olası kılacaktır. Understanding cellular signaling is central for gaining insight into the molecular mechanismsbehind diseases as well as adaptation of living cells to changes in the environment. Signalingpathways are often branched in an interconnected fashion and are therefore integrated intosignaling networks that are quite complex with many levels of interconnectivity of differentmolecular components. Recently, it became apparent that each MAPK pathway is a part of anetwork in which there is extensive sharing of signaling elements among the MAPK signalingpathways. Understanding the design principles that bridge the topology to the function of thenetwork is a major challenge in systems biology since almost all known diseases exhibitdysfunctional aspects in these signaling networks. In the present study, using a probabilisticgraph model (Bayesian Network) the feasibility of alternative signaling mechanisms wastested in the MAPK network in Saccharomyces cerevisiae. As a result of the large cross-talksbetween MAPK pathways, several signal transmission mechanisms that are biologicallyinactive were observed to be feasible. On the other hand, adaptation of a game theoreticalformulation, in which the optimum strategy of a player was determined by considering thepossible strategies of other players, resulted in a Nash Equilibrium (i.e., the set of optimumstrategies) which eliminated the false-positives due to the crosstalk and represented thebiology successfully. This mathematical framework has shown that logical reasoning is inaccordance with real biology and thus provides an opportunity to model complex systems. Theproposed methodology with further improvements in biological data is expected to providemore insight about the underlying principle in evolutionary construction of network topology.
Collections