Главная страница
russian   english
16+
<< назад

Название статьи

КОНКУРЕНТНАЯ ДИНАМИКА И БИСТАБИЛЬНОСТЬ В ДВУХКОМПОНЕНТНОЙСИНТЕТИЧЕСКОЙ ГЕННОЙ СЕТИ


Номер журнала
4
Дата выпуска
2014

Тип статьи
научная статья
Коды УДК
530.182, 577.218, 537.86
Страницы
456-463
Ключевые слова
конкуренция, бистабильность, клетка, регуляторныесети, синтетическаябиология

Авторы
Иванченко М.В.
Канаков О.И.
Цимринг Л.Ш.

Место работы
Иванченко М.В.
Нижегородский госуниверситет им. Н.И. Лобачевского

Канаков О.И.
Нижегородский госуниверситет им. Н.И. Лобачевского

Цимринг Л.Ш.
University of California, San Diego


Аннотация
Предлагается схема двухкомпонентной синтетической генной сети, реализующей конкурентную динамику, и исследуется ее модель. Две части, составляющие полную сеть, разнесены между популяциями клеток и взаимно подавляют активность друг друга. Для сосредоточенной модели, описывающей локальную динамику, показана возможность бистабильности. В распределенной модели, описывающей пространственно-временную динамику среды, содержащей смесь клеток обеих популяций, показано существование фронтов - неподвижных в случае симметрии между конкурирующими компонентами либо распространяющихся при наличии асимметрии.

Загрузить статью

Библиографический список
1 . Jacob F., Monod J. Genetic regulatory mechanisms in the synthesis of proteins //J. Molecular Biology. 1961. V. 3. № 3. P. 318-356.
2 . Nandagopal N., Elowitz M.B. Synthetic biology: integrated gene circuits //Science. 2011. V. 333. V. 6047. P. 1244-1248.
3 . Rolli? S., Mangold M., Sundmacher K. Designing biological systems: systems engineering meets synthetic biology // Chemical Engineering Science. 2012. V. 69. № 1. P. 1¬-29.
4 . O’Brien E.L., Van Itallie E., Bennett M.R. Modeling synthetic gene oscillators // Mathematical Biosciences. 2012. V. 236. № 1. P. 1-15.
5 . Lu T.K., Collins J.J. Engineered bacteriophage targeting gene networks as adjuvants for antibiotic therapy // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2009. V. 106. № 12. P. 4629-4634.
6 . Lee S.K. et al. Metabolic engineering of microorganisms for biofuels production: from bugs to synthetic biology to fuels //Current Opinion in Biotechnology. 2008. V. 19. № 6. P. 556-563.
7 . Sayler G.S., Simpson M.L., Cox C.D. Emerging foundations: nano-engineering and bio-microelectronics for environmental biotechnology // Current Opinion in Microbiology. 2004. V. 7. № 3. P. 267-273.
8 . Gardner T.S., Cantor C.R., Collins J.J. Construction of a genetic toggle switch in Escherichia coli //Nature. 2000. V. 403. № 6767. P. 339-342.
9 . Elowitz M.B., Leibler S. A synthetic oscillatory network of transcriptional regulators //Nature. 2000. V. 403. № 6767. P. 335-338.
10 . Stricker J. et al. A fast, robust and tunable synthetic gene oscillator // Nature. 2008. V. 456. № 7221. P. 516-519.
11 . Danino T. et al. A synchronized quorum of genetic clocks //Nature. 2010. V. 463. No. 7279. P. 326-330.
12 . Anderson J.C., Voigt C.A., Arkin A.P. Environmental signal integration by a modular AND gate // Molecular Systems Biology. 2007. V. 3. № 1. Article number 133. P. 1-8.
13 . Levskaya A. et al. Synthetic biology: engineering Escherichia coli to see light //Nature. 2005. V. 438. № 7067. P. 441-442.
14 . Tamsir A., Tabor J.J., Voigt C.A. Robust multicellular computing using genetically encoded NOR gates and chemical wires // Nature. 2011. V. 469. № 7329. P. 212-215.
15 . Regot S. et al. Distributed biological computation with multicellular engineered networks // Nature. 2011. V. 469. № 7329. P. 207-211.
16 . Michaelis L., Menten M.L. Die kinetik der invertinwirkung //Biochem. Z. 1913. V. 49. S. 333-369.
17 . Jacob F., Monod J. Genetic regulatory mechanisms in the synthesis of proteins //J. Molecular Biology. 1961. V. 3. № 3. P. 318-356.
18 . Nandagopal N., Elowitz M.B. Synthetic biology: integrated gene circuits //Science. 2011. V. 333. V. 6047. P. 1244-1248.
19 . Rolli? S., Mangold M., Sundmacher K. Designing biological systems: systems engineering meets synthetic biology // Chemical Engineering Science. 2012. V. 69. № 1. P. 1¬-29.
20 . O’Brien E.L., Van Itallie E., Bennett M.R. Modeling synthetic gene oscillators // Mathematical Biosciences. 2012. V. 236. № 1. P. 1-15.
21 . Lu T.K., Collins J.J. Engineered bacteriophage targeting gene networks as adjuvants for antibiotic therapy // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2009. V. 106. № 12. P. 4629-4634.
22 . Lee S.K. et al. Metabolic engineering of microorganisms for biofuels production: from bugs to synthetic biology to fuels //Current Opinion in Biotechnology. 2008. V. 19. № 6. P. 556-563.
23 . Sayler G.S., Simpson M.L., Cox C.D. Emerging foundations: nano-engineering and bio-microelectronics for environmental biotechnology // Current Opinion in Microbiology. 2004. V. 7. № 3. P. 267-273.
24 . Gardner T.S., Cantor C.R., Collins J.J. Construction of a genetic toggle switch in Escherichia coli //Nature. 2000. V. 403. No. 6767. P. 339-342.
25 . Elowitz M.B., Leibler S. A synthetic oscillatory network of transcriptional regulators //Nature. 2000. V. 403. № 6767. P. 335-338.
26 . Stricker J. et al. A fast, robust and tunable synthetic gene oscillator // Nature. 2008. V. 456. № 7221. P. 516-519.
27 . Danino T. et al. A synchronized quorum of genetic clocks //Nature. 2010. V. 463. № 7279. P. 326-330.
28 . Anderson J.C., Voigt C.A., Arkin A.P. Environmental signal integration by a modular AND gate // Molecular Systems Biology. 2007. V. 3. № 1. Article number 133. P. 1-8.
29 . Levskaya A. et al. Synthetic biology: engineering Escherichia coli to see light //Nature. 2005. V. 438. № 7067. P. 441-442.
30 . Tamsir A., Tabor J.J., Voigt C.A. Robust multicellular computing using genetically encoded NOR gates and chemical wires // Nature. 2011. V. 469. № 7329. P. 212-215.
31 . Regot S. et al. Distributed biological computation with multicellular engineered networks // Nature. 2011. V. 469. № 7329. P. 207-211.
32 . Michaelis L., Menten M.L. Die kinetik der invertinwirkung //Biochem. Z. 1913. V. 49. S. 333-369.