コロイド物理モデリングはE.coliにおける増殖速度と共にどのようにリボソーム生産性を増加させるかを明らかにする【JST・京大機械翻訳】

Maheshwari, A. J.; Sunol, A. M.; Gonzalez, E.; Endy, D.; Zia, R. N.

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202203193250753 整理番号：21P0270950

コロイド物理モデリングはE.coliにおける増殖速度と共にどのようにリボソーム生産性を増加させるかを明らかにする【JST・京大機械翻訳】

Colloidal physics modeling reveals how per-ribosome productivity increases with growth rate in E. coli

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発行年： 2022年10月12日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年10月12日
JST資料番号： O7001B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

より速い増殖細胞は蛋白質を迅速に合成しなければならない。リボソーム量の増加は,全蛋白質合成速度の増加を部分的に説明するだけであった。個々のリボソームの生産性は,未知の機構によってほとんど倍増する必要以上に増加しなければならない。事前モデルは制限因子として拡散輸送を指し,しかし,表面パラドックス:より速い成長セルはより密集し,しかし,密集は拡散を遅くする。物理的クラウディング,輸送,および化学量論を一緒に考慮し,一緒に考慮した説明を明らかにした。検討するために,Brown運動と拡散が有限サイズ,密度,および生理学的豊度の個々の分子の間の物理的相互作用から直接生じるE.coli細胞質の第一原理物理ベースモデルを作成した。顕微鏡的に詳細なモデルを用いて,個々の三成分複合体の物理的輸送が翻訳伸長潜伏の~80%を占めると予測した。また,体積密集は,細胞質質量密度が比較的一定のままであっても,より速い成長で増加することを見出した。拡散が遅くなるにもかかわらず,三成分複合体とリボソームの間の近接性の改善が予想され,個々の伸長リボソームがより生産的になる方法の単純な物理学に基づく機構を示す。著者らは,密集が増殖速度に物理的限界を課し,より広く細胞行動を下回るかを推測した。非適合コロイドスケールモデリングは,細胞スケール挙動が個々の分子間の物理的輸送と反応から生じる方法を探索するための相補的「物理学エンジン」のシステム生物学を提供する。【JST・京大機械翻訳】

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遺伝子発現 , 生物学的機能 , 微生物の生化学

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