کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5760162 1623794 2017 7 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Molecular noise can minimize the collective sensitivity of a clonal heterogeneous cell population
ترجمه فارسی عنوان
نویز مولکولی می تواند حساسیت جمعی یک جمعیت سلولی ناهمگن کلونال را کاهش دهد
ترجمه چکیده
در حال حاضر به طور گسترده ای پذیرفته شده است که نویز مولکولی، به جای آنکه همیشه مضر باشد، در بسیاری از شرایط، افزایش ضروری را برای رسیدن به فعالیت های اصلی سلولی یا استراتژی های غیر قابل دستیابی معرفی می کند. در سیستم های ژنتیکی آستانه، نویز مولکولی به منظور تولید واکنش های ناهمگونی در یک جمعیت کلونال، همچنین در بافت، به علت تغییرات سلولی به سلول می کند. در اینجا، ما یک چارچوب ریاضی را کشف کردیم که می توانیم جزئیات این اثر را مطالعه کنیم. ما بر روی یک سلول ژن تصمیم گیری حداقل به عنوان حلقه بازخورد مثبت و رونویسی رونویسی تمرکز کردیم. ما ثابت کردیم که وقتی واکنش های فردی هر سلول در داخل جمعیت میانگین می شود، یک نوع رفتار جمعی، منحنی دوز پاسخ منفی خطی می شود. به عبارت دیگر، جمعیت کمتر از افراد حساس است که در عوض انتقال اطلاعات از سیگنال به پاسخ را افزایش می دهد. ما دریافتیم که فاصله یابی پاسخ خطی ایده آل جمعیت سلولی برای یک سطح سر و صدای خاص، به حداقل می رسد و همچنین ارتباط بین نویز ذاتی و بیرونی را مشخص می کند. به طور کلی، نتایج ما نشان می دهد که چگونه سلول ها، با عمل به عنوان جمعی، می توانند سیستم های ژنتیکی خود را با محیط های خود تنظیم کنند، با تنظیم میزان سر و صدایی داخل سلولی.
موضوعات مرتبط
علوم زیستی و بیوفناوری علوم کشاورزی و بیولوژیک علوم کشاورزی و بیولوژیک (عمومی)
چکیده انگلیسی
It is now widely accepted that molecular noise, rather than be always detrimental, introduces in many circumstances the required boost to reach fundamental cellular activities or strategies otherwise unattainable. In threshold-like genetic systems, molecular noise serves to generate heterogeneous responses in a clonal population, also in a tissue, due to cell-to-cell variability. Here, we derived a mathematical framework from which we could study in detail this effect. We focused on a minimal decision-making gene circuit implemented as a transcriptional positive-feedback loop. We evidenced that when the individual responses of each cell within the population are averaged, a sort of collective behavior, the resulting dose-response curve is linearized. In other words, the population is less sensitive than the individuals, which otherwise enhances the information transfer from signal to response. We found that the distance to the ideal linear response of the cell population is minimized for a particular noise level, and also characterized the interplay between intrinsic and extrinsic noise. Overall, our results highlight how cells could, by acting as a collective, entangle their genetic systems with their environments by adjusting the intracellular noise levels.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Theoretical Biology - Volume 416, 7 March 2017, Pages 38-44
نویسندگان
, ,