Cascading signaling pathways improve the fidelity of a stochastically and deterministically simulated molecular RS latch
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: While biological systems have often been compared with digital systems, they differ by the strong effect of crosstalk between signals due to diffusivity in the medium, reaction kinetics and geometry. Memory elements have allowed the creation of autonomous digital systems and although biological systems have similar properties of autonomy, equivalent memory mechanisms remain elusive. Any such equivalent memory system, however, must silence the effect of crosstalk to maintain memory fidelity. RESULTS: Here, we present a system of enzymatic reactions that behaves like an RS latch (a simple memory element in digital systems). Using both a stochastic molecular simulator and ordinary differential equation simulator, we showed that crosstalk between two latches operating in the same spatial localization disrupts the memory fidelity of both latches. Crosstalk was reduced or silenced when simple reaction loops were replaced with multiple step or cascading reactions, showing that cascading signaling pathways are less susceptible to crosstalk. CONCLUSION: Thus, the common biological theme of cascading signaling pathways is advantageous for maintaining the fidelity of a memory latch in the presence of crosstalk. The experimental implementation of such a latch system will lead to novel approaches to cell control using synthetic proteins and will contribute to our understanding of why cells behave differently even when given the same stimulus.
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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 | 0,002 |
| 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 | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».