Принципи математичного моделювання МІКРОРНК-опосередкованих сигнальних мереж при захворюваннях людини

Abstract

Розглянуто підходи до обчислювального моделювання нових функціональних асоціацій між диференційованою експресією miRNAs і захворюваннями, а також фенотипових патернів експресії miRNAs у генних регуляторних мережах. Метою концептуалізації стали результати порівняно недавніх досліджень системної біології, в яких використано різні методи кінетичного моделювання, що допомагають виявити можливості стосовно регуляторної функції і терапевтично- го потенціалу miRNAs при захворюваннях людини. Розглянуто також деякі з ключових обчислювальних аспектів математичного моделювання, що включають: регуляції опосередкованих miRNAs мережевих мотивів у регуляції експресії генів, моделі біогенезу miRNAs і взаємодії miRNA-мішеней, включення таких моделей у складні шляхи розвитку захворювань, системного розуміння їх патофізіологічного контексту. Зроблено висновок про ефективність і практичність використання невеликих miRNA-асоційованих мережевих мотивів, спрощених до декількох компонентів, для вивчення прогностичних характеристик модельованої мережевої динаміки при захворюваннях і фізіологічних станах. Під- креслюється, що більшість експериментальних досліджень зосереджуються на прямих взаємодіях miRNA-мішеней. Отже, розкривається роль мікроРНК у системах, забезпечуючи системне розуміння опосередкованої мікроРНК репресії генів. Однак, окрім звичайних взаємодій miRNA-мішеней, нещодавні експерименти показали, що первинні miRNА або попередники miRNА, що утворюються під час біогенезу miRNА, також можуть конкурувати зі зрілими miRNА за місця зв’язування на цільових miRNА. Також важливо перейти від тимчасової динаміки регуляції генів за допомогою miRNAs, до аналізу та моделювання просторової інформації miRNA в клітинах, як різних субклітинних розташуваннях.