ブラシノステロイドとジベレリンシグナル伝達経路とそれらの相互作用の数学的モデル化と解析【Powered by NICT】

Allen Henry R.; Ptashnyk Mariya; Ptashnyk Mariya

文献

J-GLOBAL ID：201702237808864937 整理番号：17A1482062

ブラシノステロイドとジベレリンシグナル伝達経路とそれらの相互作用の数学的モデル化と解析【Powered by NICT】

Mathematical modelling and analysis of the brassinosteroid and gibberellin signalling pathways and their interactions

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巻： 432 ページ： 109-131 発行年： 2017年
JST資料番号： A0288B ISSN： 0022-5193 CODEN： JTBIA 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：オランダ (NLD) 言語：英語 (EN)

植物ホルモンブラシノステロイド(BR)とジベレリン(GA)は植物成長及び発達に関与する過程の広い範囲で重要な役割を果たしている。本論文では,BRシグナル伝達経路とBRとGAシグナル伝達経路間のクロストークのための新しい数学的モデルを導出し,解析した。シグナル伝達過程の空間的不均一性,空間的に均一なODEモデルの効果を解析するために,結合PDE-ODE系シグナル伝達経路に関与する分子の時間的および空間的動力学のモデル化を導いた。BRシグナル伝達経路のモデルのパラメータの値は,BR生合成酵素の遺伝子発現に関する実験データを用いて決定した。,広範囲のパラメータに対して,この数学モデルの定常状態解の安定性は植物細胞の適切な機能に必須であるBRホメオスタシスに関連付けることができた。BRシグナル伝達経路の数学モデルの解は転写因子ブラシナゾールresistant1(BZR)のリン酸化状態に関連したパラメータの比較的大きな値に対してのみ振動挙動を示すことができ,この過程はシグナル伝達過程の安定性を支配する上で重要なことを示唆した。ODEおよびPDE-ODEモデル間の比較は,細胞質中のBRレベルの明確な空間分布を示すが,モデルのうちの少なくとも1つの解における振動,すなわち関連する生物学的にないパラメータ値を持つ場合の空間的不均一性は1例のみで平均溶液の動力学に大きな影響を及ぼす。クロストークモデルのための著者らの結果は,転写因子BZRとDELLA蛋白質間の相互作用は,GAのBZR仲介生合成よりもシグナル伝達経路の動力学に大きな影響を及ぼし,転写因子間の相互作用は,BRとGAシグナル伝達経路間のクロストークの主要機構を構成する可能性があることを示唆していることを示唆した。一般的に,GAシグナル伝達経路における摂動は,GA経路の動力学に及ぼすBRシグナル伝達経路における摂動よりBRシグナル伝達経路の構成要素の動力学に大きな影響を及ぼした。クロストーク機構における摂動もGA経路のよりBR経路の動力学に大きな影響を持っている。BRシグナル伝達経路とクロストーク機構の両方で擾乱されるGAシグナル伝達過程の動力学における大きな変化は1例のみで観察された。これらの結果は,GAシグナル伝達経路のロバスト性を明らかにした。Copyright 2017 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【Powered by NICT】

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植物ホルモン , 遺伝子発現

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