耶鲁大学华裔学者俞海源博士后与同事Mark Gerstein在《美国科学院院刊》最新发表的研究，系统解析了基因调节网络的分级结构。

细胞如何根据外界刺激，通过转录因子的调控协调成千上万个基因的表达，是分子生物学的核心问题。转录因子与其靶基因之间的调控关系可被建模为定向网络，这种网络呈现出类似社会组织中的“指令链”分级结构。

俞博士团队提出了一套普遍适用的层次判定方法，应用于原核生物（如大肠杆菌）和真核生物（如酵母）的调节网络，发现这些网络普遍呈现出“金字塔”式分层：绝大多数转录因子位于底层，仅少数处于顶层。

顶层主控因子位于蛋白质－蛋白质相互作用网络的中心位置，能够整合来自各层的信息输入，并对下游基因产生广泛影响。然而，研究发现底层转录因子对细胞生存更为关键，挑战了以往主控因子最重要的传统观点。

此外，具有最多直接调控靶标的转录因子并非处于顶层，而是位于网络中间层，这些“控制瓶颈”类似于企业和政府中的中层管理者，决定了调控网络的信息流动和效率。

本项研究由俞海源博士和Mark Gerstein共同设计，俞博士负责实验和数据分析，为理解基因组调控机制提供了新的理论框架。

参考文献：
Yu H, Gerstein M. 分子生物物理与生物化学博士后，耶鲁大学，《美国科学院院刊》，2023年9月26日。