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, 51-67.

11 Sveiczer, A., Novak, B. & Mitchison, J. M. (1996). The size control of fission yeast revisited. J. Cell Sci. 109, 2947-2957. 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, 2947-2957. 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