Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Mikrobapopulációk és –sejtek növekedése A tenyészet sejtszáma az idő függvényében N(t) = N 0 ·e  ·t (ha a külső környezet és a sejtek fiziológiai állapota.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Mikrobapopulációk és –sejtek növekedése A tenyészet sejtszáma az idő függvényében N(t) = N 0 ·e  ·t (ha a külső környezet és a sejtek fiziológiai állapota."— Előadás másolata:

1 Mikrobapopulációk és –sejtek növekedése A tenyészet sejtszáma az idő függvényében N(t) = N 0 ·e  ·t (ha a külső környezet és a sejtek fiziológiai állapota változatlan és a populáció aszinkron) A tenyészet sejttömege az idő függvényében M(t) = M 0 ·e  ·t (a sejtek koreloszlása és ciklus alatti tömegnövekedése ezt nem befolyásolja) Az egyedi sejt tömege az idő függvényében m(t) = m 0 ·e  ·t ??? m 0 a születéskori sejttömeg 0 < t < CT, ahol CT a sejt ciklusideje m(CT) = 2m 0 (tetszőleges monoton függvény elképzelhető) exponenciális-e a növekedés a sejtek életében ???

2 Sejtnövekedési modellek Exponenciális modell: a sejt növekedési sebessége folyamatosan nő → riboszómák száma (Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae ???) Lineáris (multilineáris) modell: a sejt növekedési sebessége állandó → bizonyos esemény(ek)nél ugrásszerű változások (Schizosaccharomyces pombe) CK ha a növekedés lineáris, és a ciklus belsejében nincs sebességváltás ↓ a sejt osztódásakor a növekedési sebességnek ugrásszerűen meg kell duplázódnia ↕ exponenciális növekedés esetében a sejt osztódásakor sincs hirtelen változás

3 A hasadó élesztőgomba, mint a sejtnövekedés modellje Mitózisos (ivartalan) sejtciklus Mitchison, 1957 csak hosszirányú sejtnövekedés → tömeg, térfogat és hossz ~ arányos a ciklus végén a hossznövekedés megszűnik Mitchison & Nurse, 1985 Sveiczer, Novák & Mitchison, 1996 a növekedés mintázata (bi)lineáris a ciklus közepe táján van egy sebességváltási pont (RCP)

4 SG2MG1S RCP2 Idő (min) Sejthossz, CL (  m) NETO új régi vég CK A Schizosaccharomyces pombe növekedése RCP3 RCP1

5 DL BL CT 5 min A mikrofotográfia módszere mért változó: a sejthossz (CL) a születéstől (BL) az osztódásig (DL) az idő függvényében (0 < t < CT)

6 A mérési pontokra illesztett modellek Lineáris CL(t) = a·t + b Exponenciális CL(t) = c·e d·t Bilineáris CL(t) =  ·ln{exp[  ·(t-  )/  ] + exp[  ·(t-  )/  ]} + g ahol  az RCP pozíciója,  pedig az átmenet élessége A legadekvátabb modell kiválasztási kritériumai Korrelációs koefficiens Reziduális standard deviációs = (SSE/df) 1/2 Akaike információs kritérium AIC = n obs · ln(SSE) + 2n par Schwarz Bayesian információs kritérium SBIC = n obs · ln(SSE) + n par · ln(n obs )

7 A módszer alkalmazása egy vad típusú sejtre Konklúzió: a bilineáris modell valamivel adekvátabb az exponenciálisnál

8 A módszer alkalmazása egy wee1  mutáns sejtre Konklúzió: a bilineáris modell LÉNYEGESEN adekvátabb az exponenciálisnál

9 No.% Bilineáris4270,0 Exponenciális58,3 Lineáris1321,7 Összes60100,0 60 vad típusú sejt növekedési mintázataira illesztett modellek közül a legadekvátabbak megoszlása Néhány vizsgált sejtciklus-mutáns esetén is hasonló eredmények adódnak ↓ Kevés exponenciális mintázat, de a lineáris mintázatok gyakorisága nagyobb lehet

10 A méretkontroll igazolása hasadó élesztőben 1. WT cdc2 ts Fantes, P. A. (1977). Control of cell size and cycle time in Schizosaccharomyces pombe. J. Cell Sci. 24,

11 Sveiczer, A., Novak, B. & Mitchison, J. M. (1996). The size control of fission yeast revisited. J. Cell Sci. 109, A méretkontroll igazolása hasadó élesztőben 2.

12 Sveiczer, A., Novak, B. & Mitchison, J. M. (1996). The size control of fission yeast revisited. J. Cell Sci. 109, A méretkontroll a G2 fázis közepén hat → G2 = „sizer + timer” A méretkontroll pozícionálása hasadó élesztőben

13 A hasadó élesztő sejtciklusának matematikai modellezése 1. Hogyan építhető be a méretkontroll egy ODE modellbe? Feltételezés: a ciklinek nukleáris akkumulációja arányos a sejtmérettel, a sejtmag mérete konstans a ciklus alatt, de különböző sejtekben értéke eltérő. Sveiczer, A., Tyson, J. J. & Novak, B. (2001). A stochastic molecular model of the fission yeast cell cycle. Biophys. Chem. 92, 1-15.

14 A hasadó élesztő sejtciklusának matematikai modellezése 2.

15 Az ODE modell segítségével szimulációkat futtattunk a vad típusú sejtek steady-state és indukciós szinkron sejtjeire. A születéskori sejtméret (BL), az osztódáskori sejtméret (DL) és a ciklusidő (CT) meghatározható a szimulációkból. A hasadó élesztő sejtciklusának matematikai modellezése 3.

16 A ciklusidő ábrázolása a születéskori sejtméret függvényében ↓ A 11  m-esnél kisebb születési méretű sejtekben méretkontroll mechanizmus biztosítja a homeosztázist, amely a G2 fázisban működik. A hasadó élesztő sejtciklusának matematikai modellezése 4.

17 A hasadó élesztő sejtciklusának matematikai modellje, mint dinamikai rendszer ↓ A bifurkációs diagramon 3 tartomány különíthető el: G1 állapot, G2 állapot, mitózisos oszcilláció. G1 G2 oszcilláció A hasadó élesztő sejtciklusának matematikai modellezése 5.

18 Figure 8-21 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) A DNS ötödik bázisa: a metilcitozin

19 Figure 5-6 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)

20 Figure 5-28 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)

21 Figure 5-32 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)

22 Figure 8-22 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010)

23


Letölteni ppt "Mikrobapopulációk és –sejtek növekedése A tenyészet sejtszáma az idő függvényében N(t) = N 0 ·e  ·t (ha a külső környezet és a sejtek fiziológiai állapota."

Hasonló előadás


Google Hirdetések