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基因表达中的外在噪声和重尾分布。

Extrinsic Noise and Heavy-Tailed Laws in Gene Expression.

机构信息

School of BioSciences and School of Mathematics and Statistics, University of Melbourne, Parkville VIC 3010, Australia.

Department Life Sciences, Imperial College London, SW7 2AZ, United Kingdom.

出版信息

Phys Rev Lett. 2020 Mar 13;124(10):108101. doi: 10.1103/PhysRevLett.124.108101.

DOI:10.1103/PhysRevLett.124.108101
PMID:32216388
Abstract

Noise in gene expression is one of the hallmarks of life at the molecular scale. Here we derive analytical solutions to a set of models describing the molecular mechanisms underlying transcription of DNA into RNA. Our ansatz allows us to incorporate the effects of extrinsic noise-encompassing factors external to the transcription of the individual gene-and discuss the ramifications for heterogeneity in gene product abundance that has been widely observed in single cell data. Crucially, we are able to show that heavy-tailed distributions of RNA copy numbers cannot result from the intrinsic stochasticity in gene expression alone, but must instead reflect extrinsic sources of variability.

摘要

基因表达中的噪声是分子水平生命的特征之一。在这里,我们推导出了一组描述 DNA 转录为 RNA 的分子机制的模型的解析解。我们的方法允许我们纳入外在噪声的影响,这些噪声包括个体基因转录之外的因素,并讨论它们对单细胞数据中广泛观察到的基因产物丰度异质性的影响。至关重要的是,我们能够表明,RNA 拷贝数的重尾分布不能仅归因于基因表达中的内在随机性,而必须反映外在的可变性来源。

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