発達的および進化的変化の推進：システム生物学の見解

胚発生は、形態形成、成長、パターニング、および分化を促進する約50のコアプロセスによって支えられており、それぞれが複雑な分子ネットワークの機能的出力です。したがって、プロセスは、遺伝子型と表現型との間の自然で偏向的なリンクであり、生物学的変化の議論のための明らかな焦点です。ここでは、このアプローチの意味が調査されています。1つは、発達変化の多くの特徴を数学的グラフとしてモデル化できる、または一般的なフォームの接続されたトリプレットのセット<noun> <verb> <noun>としてモデル化できることです。これらでは、動詞（エッジ）は変化を駆動するプロセスの出力であり、名詞（ノード）は生物学的実体の時間依存状態です（分子から組織まで）。このようなグラフは、発達現象のマルチレベルの複雑さを解決するのに役立ち、新しい実験を提案するのに役立つ可能性があります。もう1つは、これらのプロセスの動的特性をいじくり回すことと先天性異常につながる突然変異の効果を分析することから来ます。これらの変更が継承され、有利である場合、それらは進化的修正になります。これに関連して、タンパク質ネットワークはしばしば古典的な進化遺伝学が遺伝子と見なしているものを表し、特に、特に成長、パターン化、色素沈着のために、特性は複雑なネットワークの出力プロセスを反映しているという認識は、より単純なものではなく、成長、パターン化、色素沈着を表します。1950年代は解決が難しいと感じています。より広い文脈では、ほとんどのプロセスは開発で何度も使用され、組織モジュール（骨、分岐ダクトシステム、筋肉など）を生成するために協力します。したがって、それらの根底にある生成ネットワークは、ゲノムモジュールまたはサブルーチンと考えることができます。

Embryonic development is underpinned by ∼50 core processes that drive morphogenesis, growth, patterning and differentiation, and each is the functional output of a complex molecular network. Processes are thus the natural and parsimonious link between genotype and phenotype and the obvious focus for any discussion of biological change. Here, the implications of this approach are explored. One is that many features of developmental change can be modeled as mathematical graphs, or sets of connected triplets of the general form <noun><verb><noun>. In these, the verbs (edges) are the outputs of the processes that drive change and the nouns (nodes) are the time-dependent states of biological entities (from molecules to tissues). Such graphs help unpick the multi-level complexity of developmental phenomena and may help suggest new experiments. Another comes from analyzing the effect of mutation that lead to tinkering with the dynamic properties of these processes and to congenital abnormalities; if these changes are both inherited and advantageous, they become evolutionary modifications. In this context, protein networks often represents what classical evolutionary genetics sees as genes, and the realization that traits reflect the output processes of complex networks, particularly for growth, patterning and pigmentation, rather than anything simpler clarifies some problems that the evolutionary synthesis of the 1950s has found hard to solve. In the wider context, most processes are used many times in development and cooperate to produce tissue modules (bones, branching duct systems, muscles etc.). Their underlying generative networks can thus be thought of as genomic modules or subroutines.