Extensive Regulation of Metabolism and Growth during the Cell Division Cycle
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Yeast cells grown in culture can spontaneously synchronize their respiration, metabolism, gene expression and cell division. Such metabolic oscillations in synchronized cultures reflect single-cell oscillations, but the relationship between the oscillations in single cells and synchronized cultures is poorly understood. To understand this relationship and the coordination between metabolism and cell division, we collected and analyzed DNA-content, gene-expression and physiological data, at hundreds of time-points, from cultures metabolically-synchronized at different growth rates, carbon sources and biomass densities. The data enabled us to extend and generalize our mechanistic model, based on ensemble average over phases (EAP), connecting the population-average geneexpression of asynchronous cultures to the gene-expression dynamics in the single-cells comprising the cultures. The extended model explains the carbon-source specific growth-rate responses of hundreds of genes. Our physiological data demonstrate that the frequency of metabolic cycling in synchronized cultures increases with the biomass density, suggesting that this cycling is an emergent behavior, resulting from the entraining of the single-cell metabolic cycle by a quorum-sensing mechanism, and thus underscoring the difference between metabolic cycling in single cells and in synchronized cultures. Measurements of constant levels of residual glucose across metabolically synchronized cultures indicate that storage carbohydrates are required to fuel not only the G1/S transition of the division cycle but also the metabolic cycle. Despite the large variation in profiled conditions and in the scale of their dynamics, most genes preserve invariant dynamics of coordination with each other and with the rate of oxygen consumption. Similarly, the G1/S transition always occurs at the beginning, middle or end of the high oxygen consumption phases, analogous to observations in human and drosophila cells. These results highlight evolutionary conserved coordination among metabolism, cell growth and division.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».