A mathematical model of GTPase pattern formation during single-cell wound repair
Notice bibliographique
Résumé
Rho GTPases are regulatory proteins whose patterns on the surface of a cell affect cell polarization, cell motility and repair of single-cell wounds. The stereotypical patterns formed by two such proteins, Rho and Cdc42, around laser-injured frog oocytes permit experimental analysis of GTPase activation, inactivation, segregation and crosstalk. Here, we review the development and analysis of a spatial model of GTPase dynamics that describe the formation of concentric zones of Rho and Cdc42 activity around wounds, and describe how this model has provided insights into the roles of the GTPase effector molecules protein kinase C (PKCβ and PKCη) and guanosine nucleotide dissociation inhibitor (GDI) in the wound response. We further demonstrate how the use of a 'sharp switch' model approximation in combination with bifurcation analysis can aid mapping the model behaviour in parameter space (approximate results confirmed with numerical simulation methods). Using these methods in combination with experimental manipulation of PKC activity (PKC overexpression (OE) and dominant negative conditions), we have shown that: (i) PKCβ most probably acts by enhancing existing positive feedbacks (from Rho to itself via the guanosine nucleotide exchange factor domain of Abr, and from Cdc42 to itself), (ii) PKCη most probably increases basal rates of inactivation (or possibly decreases basal rates of activation) of Rho and Cdc42, and (iii) the graded distribution of PKCη and its effect on initial Rho activity accounts for inversion of zones in a fraction (20%) of PKCη OE cells. Finally, we speculate that GDIs (which sequester GTPases) may have a critical role in defining the spatial domain, where the wound response may occur. This paper provides a more thorough exposition of the methods of analysis used in the investigation, whereas previous work on this topic was addressed to biologists and abbreviated such discussion.
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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) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
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 ».