It is not the parts, but how they interact that determines the behaviour of circadian rhythms across scales and organisms
Notice bibliographique
Résumé
Biological rhythms, generated by feedback loops containing interacting genes, proteins and/or cells, time physiological processes in many organisms. While many of the components of the systems that generate biological rhythms have been identified, much less is known about the details of their interactions. Using examples from the circadian (daily) clock in three organisms, Neurospora, Drosophila and mouse, we show, with mathematical models of varying complexity, how interactions among (i) promoter sites, (ii) proteins forming complexes, and (iii) cells can have a drastic effect on timekeeping. Inspired by the identification of many transcription factors, for example as involved in the Neurospora circadian clock, that can both activate and repress, we show how these multiple actions can cause complex oscillatory patterns in a transcription-translation feedback loop (TTFL). Inspired by the timekeeping complex formed by the NMO-PER-TIM-SGG complex that regulates the negative TTFL in the Drosophila circadian clock, we show how the mechanism of complex formation can determine the prevalence of oscillations in a TTFL. Finally, we note that most mathematical models of intracellular clocks model a single cell, but compare with experimental data from collections of cells. We find that refitting the most detailed model of the mammalian circadian clock, so that the coupling between cells matches experimental data, yields different dynamics and makes an interesting prediction that also matches experimental data: individual cells are bistable, and network coupling removes this bistability and causes the network to be more robust to external perturbations. Taken together, we propose that the interactions between components in biological timekeeping systems are carefully tuned towards proper function. We also show how timekeeping can be controlled by novel mechanisms at different levels of organization.
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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 | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,003 |
| Communication savante | 0,003 | 0,006 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,002 |
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 ».