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动态信号编码——从细胞到生物体

Dynamic signal encoding--from cells to organisms.

作者信息

Sonnen Katharina F, Aulehla Alexander

机构信息

Developmental Biology Unit, European Molecular Biology Laboratory, 69117 Heidelberg, Germany.

Developmental Biology Unit, European Molecular Biology Laboratory, 69117 Heidelberg, Germany.

出版信息

Semin Cell Dev Biol. 2014 Oct;34:91-8. doi: 10.1016/j.semcdb.2014.06.019. Epub 2014 Jul 5.

DOI:10.1016/j.semcdb.2014.06.019
PMID:25008461
Abstract

Encoding information at the level of signal dynamics is characterized by distinct features, such as robustness to noise and high information content. Currently, a growing number of studies are unravelling the functional importance of signalling dynamics at the single cell level. In addition, first insights are emerging into how the principles of dynamic signal encoding apply to a multicellular context, such as development. In this review, we will first discuss general concepts of information transmission via signalling dynamics and recent experimental examples focusing on underlying principles, including the role of intracellular network topologies. How multicellular organisms use temporal modulation of specific signalling pathways, such as signalling gradients or oscillations, to faithfully control cell fate decisions and pattern formation will also be addressed. Finally, we will consider how technical advancements in the detection and perturbation of signalling dynamics contribute to reshaping our understanding of dynamic signalling in developing organisms.

摘要

在信号动态水平上进行信息编码具有一些独特的特征,比如对噪声的鲁棒性和高信息含量。目前,越来越多的研究正在揭示单细胞水平上信号动态的功能重要性。此外,关于动态信号编码原理如何应用于多细胞环境(如发育过程)的初步见解也正在浮现。在这篇综述中,我们将首先讨论通过信号动态进行信息传递的一般概念,以及近期聚焦于潜在原理(包括细胞内网络拓扑结构的作用)的实验实例。多细胞生物如何利用特定信号通路的时间调制(如信号梯度或振荡)来准确控制细胞命运决定和模式形成也将在文中探讨。最后,我们将思考信号动态检测和扰动方面的技术进步如何有助于重塑我们对发育生物体中动态信号的理解。

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