一个由生物学家和计算机科学家组成的小组已经为植物基因如何协调它们对氮（一种重要的营养物质和肥料的主要成分）的反应绘制出了一个相互作用网络。这项研究发表在《自然通讯》杂志上，可以为研究任何有机体的各种重要途径提供了一个潜在的框架和更有效的方法。

“全基因组测序已经改变了生命科学，从而在医学、农业和基础研究方面取得了突破，”纽约大学生物系NIH博士后马修·布鲁克斯解释说，他是该论文的主要作者。“现在的挑战是要确定生物体编码的基因是如何被调控的，并在使植物和动物对环境做出反应的网络中协同工作。”

在纽约大学基因组学和系统生物学中心工作的科学家们专注于基因调控网络，该网络由转录因子和它们调控的目标基因组成。这些基因调控网络使生物体能够适应波动的环境。

然而，多细胞有机体存在大量转录因子和可能调控的靶基因，这为绘制所有相互关系图谱提出了挑战。这些复杂网络中交互作用的性质很难用常规的方法进行实验验证。

为了克服这些障碍，该团队还包括纽约大学科朗数学科学研究所的研究人员，结合创新的实验和计算方法来描述氮反应的基因网络。

纽约大学生物系教授、该论文的资深作者格洛丽亚·科鲁齐（Gloria Coruzzi）观察到：“所有生物体都会根据营养和发育信号改变基因表达，使它们能够在自己的环境中生存和生长。”但是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折顺序是一项困难的任务。我们的方法提供了一种快速发现和验证这些复杂关系的方法，为设计或培育更高效、更经济和更环保的种植植物和作物的方法提供了一条潜在的途径，但我们的实验和计算网络步行方法可以应用于生物、农业或工医学的任何系统。”

Scientists develop methods to validate gene regulation networks

https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190405080928.htm

Journal Reference:

1. Matthew D. Brooks, Jacopo Cirrone, Angelo V. Pasquino, Jose M. Alvarez, Joseph Swift, Shipra Mittal, Che-Lun Juang, Kranthi Varala, Rodrigo A. Gutiérrez, Gabriel Krouk, Dennis Shasha, Gloria M. Coruzzi. Network Walking charts transcriptional dynamics of nitrogen signaling by integrating validated and predicted genome-wide interactions. Nature Communications, 2019; 10 (1) DOI: 10.1038/s41467-019-09522-1