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一个由生物学家和计算机科学家组成的团队已经建立了一个相互作用的网络，以了解植物基因如何协调对氮的反应，氮是一种重要的营养素，也是肥料的主要成今天发表在Nature Communications上的这项工作提供了一种潜在的框架和更有效的方法，可用于研究任何生物体中的各种重要途径。
“全基因组测序改变了生命科学，导致医学，农业和基础研究取得突破，”纽约大学第一作者马修布鲁克斯解释道。“现在的挑战是确定生物体编码的基因是如何被调节的，并在允许植物和动物对其环境作出反应的网络中协同工作。”
而不是采取标准方法在整个植物中一次改变一个基因的表达 - 即使是单个转录因子可能需要数月才能完成 - 该小组扩大了基于细胞的技术，使他们能够通过实验确定超过85,000个33个早期氮响应转录因子与它们在大约两个月内调节的靶基因之间的联系。共有33种转录因子调节植物中88%的氮响应基因。在他们称之为网络行走的方法中，科学家们可以使用这些大量的数据来绘制转录因子从根细胞中的直接基因靶标到植物中的间接基因靶标的路径。该团队专注于基因调控网络，其由转录因子和它们调节的靶基因组成。然而，多细胞生物对绘制所有连接提出了挑战，因为存在大量转录因子和潜在靶基因。这些复杂网络中的相互作用难以使用常用方法进行实验验证。为了克服这些障碍，该团队结合创新的实验和计算方法，使用植物拟南芥来表征氮响应的基因网络。
“所有生物都会根据营养和发育信号改变基因表达，使它们能够在环境中生存和生长，”纽约大学的资深作者Gloria Coruzzi说。“但理解和实验验证这些极其复杂的基因调控网络中的相互作用序列是一项艰巨的任务......但我们的实验和计算网络步行方法可应用于生物学，农业或医学领域的任何系统。”
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