Quantitative Analysis of Glycerol Accumulation, Glycolysis and Growth under Hyper Osmotic Stress
Notice bibliographique
Résumé
We provide an integrated dynamic view on a eukaryotic osmolyte system, linking signaling with regulation of gene expression, metabolic control and growth. Adaptation to osmotic changes enables cells to adjust cellular activity and turgor pressure to an altered environment. The yeast Saccharomyces cerevisiae adapts to hyperosmotic stress by activating the HOG signaling cascade, which controls glycerol accumulation. The Hog1 kinase stimulates transcription of genes encoding enzymes required for glycerol production (Gpd1, Gpp2) and glycerol import (Stl1) and activates a regulatory enzyme in glycolysis (Pfk26/27). In addition, glycerol outflow is prevented by closure of the Fps1 glycerol facilitator. In order to better understand the contributions to glycerol accumulation of these different mechanisms and how redox and energy metabolism as well as biomass production are maintained under such conditions we collected an extensive dataset. Over a period of 180 min after hyperosmotic shock we monitored in wild type and different mutant cells the concentrations of key metabolites and proteins relevant for osmoadaptation. The dataset was used to parameterize an ODE model that reproduces the generated data very well. A detailed computational analysis using time-dependent response coefficients showed that Pfk26/27 contributes to rerouting glycolytic flux towards lower glycolysis. The transient growth arrest following hyperosmotic shock further adds to redirecting almost all glycolytic flux from biomass towards glycerol production. Osmoadaptation is robust to loss of individual adaptation pathways because of the existence and upregulation of alternative routes of glycerol accumulation. For instance, the Stl1 glycerol importer contributes to glycerol accumulation in a mutant with diminished glycerol production capacity. In addition, our observations suggest a role for trehalose accumulation in osmoadaptation and that Hog1 probably directly contributes to the regulation of the Fps1 glycerol facilitator. Taken together, we elucidated how different metabolic adaptation mechanisms cooperate and provide hypotheses for further experimental studies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».