耦合随机模型解释 Cry1 和 Cry2 敲除在昼夜节律行为上的差异
分子网络
2015-02-24 v2
摘要
在哺乳动物的视交叉上核（SCN）中，一群具有噪声的细胞自主振荡器通过同步化在有机体水平产生稳健的昼夜节律。在这些细胞内，两种隐花色素异构体 Cry1 和 Cry2 参与驱动昼夜节律性的负反馈回路。先前的研究表明，单个分离的 SCN 神经元对 Cry1 和 Cry2 敲除的反应不同：Cry1 敲除表现为无节律，而 Cry2 敲除则显示更规则的节律。这些差异引发了关于 CRY1 和 CRY2 可能在振荡器中发挥不同功能作用的推测。为解决这一命题，我们开发了一种新的耦合随机模型，聚焦于 Period (Per) 和 Cry 反馈回路，并通过血管活性肠肽（VIP）纳入细胞间耦合。由于分子振荡的随机性，我们证明单细胞 Cry1 敲除振荡表现出部分节律行为，不能简单地归类为有节律或无节律。我们的模型表明，内在分子噪声和相对丰度的差异，而非功能差异，足以解释 SCN 中 Cry 敲除所遇到的节律性范围。我们的结果进一步强调了随机行为在理解和准确模拟昼夜节律网络及其对扰动响应中的关键作用。
引用
@article{arxiv.1411.4624,
title = {A Coupled Stochastic Model Explains Differences in Circadian Behavior of Cry1 and Cry2 Knockouts},
author = {John H. Abel and Lukas A. Widmer and Peter C. St. John and Jörg Stelling and Francis J. Doyle},
journal= {arXiv preprint arXiv:1411.4624},
year = {2015}
}
备注
15 pages, 5 figures update 22-Feb 2015: text revisions, typographical error fixes