Explaining oscillations and variability in the p53-Mdm2 system
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: In individual living cells p53 has been found to be expressed in a series of discrete pulses after DNA damage. Its negative regulator Mdm2 also demonstrates oscillatory behaviour. Attempts have been made recently to explain this behaviour by mathematical models but these have not addressed explicit molecular mechanisms. We describe two stochastic mechanistic models of the p53/Mdm2 circuit and show that sustained oscillations result directly from the key biological features, without assuming complicated mathematical functions or requiring more than one feedback loop. Each model examines a different mechanism for providing a negative feedback loop which results in p53 activation after DNA damage. The first model (ARF model) looks at the mechanism of p14ARF which sequesters Mdm2 and leads to stabilisation of p53. The second model (ATM model) examines the mechanism of ATM activation which leads to phosphorylation of both p53 and Mdm2 and increased degradation of Mdm2, which again results in p53 stabilisation. The models can readily be modified as further information becomes available, and linked to other models of cellular ageing. RESULTS: The ARF model is robust to changes in its parameters and predicts undamped oscillations after DNA damage so long as the signal persists. It also predicts that if there is a gradual accumulation of DNA damage, such as may occur in ageing, oscillations break out once a threshold level of damage is acquired. The ATM model requires an additional step for p53 synthesis for sustained oscillations to develop. The ATM model shows much more variability in the oscillatory behaviour and this variability is observed over a wide range of parameter values. This may account for the large variability seen in the experimental data which so far has examined ARF negative cells. CONCLUSION: The models predict more regular oscillations if ARF is present and suggest the need for further experiments in ARF positive cells to test these predictions. Our work illustrates the importance of systems biology approaches to understanding the complex role of p53 in both ageing and cancer.
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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 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».