通过对秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）神经网络进行符号化特征分析，发现了正向前馈循环和负向反馈循环的存在

《BMC Biology》：Signed motif analysis of the Caenorhabditis elegans neuronal network reveals positive feedforward and negative feedback loops

　　

摘要

背景

神经系统是复杂的生物网络，其结构和功能特性在很大程度上仍未知。基序分析是一种强大的工具，可以揭示复杂网络中连接性的独特方面。线虫Caenorhabditis elegans的连接组是进行基序分析的理想候选对象，因为它是第一个被完全重建的神经系统。

结果

我们首次使用关于该网络连接方向的最新数据以及一种新的结构保持随机化方法，对C. elegans的连接组进行了基于边极性的有符号基序分析。我们识别出56个显著过表达和1个表达不足的三节点有符号基序，并发现某些基序（例如，正向前馈、负反馈、去抑制性反馈以及不连贯的前馈环路）在C. elegans的连接组中过于丰富。我们进一步根据节点对应的神经元类型（例如，感觉神经元与运动神经元）对节点进行了区分，并发现每个显著的前馈和反馈环路都具有特征性的神经元布局。

结论

我们的发现证明了有符号基序分析在理解生物网络中的重要性和潜力。我们开发的基序枚举工具和定义系统可以用于分析其他复杂网络中的有符号基序。