Analysis of a minimal Rho-GTPase circuit regulating cell shape
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Notice bibliographique
Résumé
Networks of Rho-family GTPases regulate eukaryotic cell polarization and motility by controlling assembly and contraction of the cytoskeleton. The mutually inhibitory Rac-Rho circuit is emerging as a central, regulatory hub that can affect the shape and motility phenotype of eukaryotic cells. Recent experimental manipulation of the amounts of Rac and Rho or their regulators (guanine nucleotide-exchange factors, GTPase-activating proteins, guanine nucleotide dissociation inhibitors) have been shown to bias the prevalence of these different states and promote transitions between them. Here we show that part of this data can be understood in terms of inherent Rac-Rho mutually inhibitory dynamics. We analyze a spatio-temporal mathematical model of Rac-Rho dynamics to produce a detailed set of predictions of how parameters such as GTPase rates of activation and total amounts affect cell decisions (such as Rho-dominated contraction, Rac-dominated spreading, and spatially segregated Rac-Rho polarization). We find that in some parameter regimes, a cell can take on any of these three fates depending on its environment or stimuli. We also predict how experimental manipulations (corresponding to parameter variations) can affect cell shapes observed. Our methods are based on local perturbation analysis (a kind of nonlinear stability analysis), and an approximation of nonlinear feedback by sharp switches. We compare the Rac-Rho model to an even simpler single-GTPase ('wave-pinning') model and demonstrate that the overall behavior is inherent to GTPase properties, rather than stemming solely from network topology.
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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 | 0,001 |
| 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 | 0,000 |
| 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.
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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 découle