Analysis of a minimal Rho-GTPase circuit regulating cell shape
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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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 | 0,001 |
| 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 | 0,001 |
| 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) | 0,001 | 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 ».