Interactions among mTORC, AMPK, and SIRT: A Computational Model for Cell Energy Balance and Metabolism
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Key proteins such as mTORC, AMPK, and sirtuins are known to play an essential role in the management of metabolic stress and ageing mechanisms. An impairment in these mechanisms is commonly associated with cellular ageing and degenerative diseases. To understand the complex interactions of ageing□related signalling pathways and environmental signals, and the impacts on lifespan and health-span, we developed a computational model of ageing signalling pathways. The model includes (i) the insulin/IGF-1 pathway, which couples energy and nutrient abundance to the execution of cell growth and division, (ii) mTORC1 and amino acid sensors, (iii) the Preiss-Handler and salvage pathways, which regulate the metabolism of NAD+ and the NAD+-consuming factor SIRT1, (iv) the energy sensor AMPK, and (v) transcription factors FOXO and PGC-1α. Key findings include the clinically important role of PRAS40, sestrin2, and diet in the treatment of cancers and other diseases, and a potential link between SIRT1-activating compounds and premature autophagy. The model can be used as an essential component to simulate gene manipulation, therapies (e.g., rapamycin and wortmannin), calorie restrictions, and chronic stress, and to assess their functional implications on longevity and ageing□related diseases. Author Summary In cellular ageing, mitochondrial function declines over time, which affects normal mechanisms of cells and organisms and leads to myriad of degenerative diseases and other health problems. To investigate the mechanisms that affect the ageing process, we focus on pathways that play a key role in the management of metabolic stress: the mTORC, AMPK, and sirtuins pathways. Our goal is to understand the complex interactions of ageing and metabolism related signalling pathways and environmental signals, and the impacts on lifespan and health-span. To accomplish that goal, we developed a computational model of signalling pathways related to ageing and metabolism. By conducting model simulations, we have unraveled the clinically important role of PRAS40, sestrin2, and diet in the treatment of cancers and other diseases, and a double-edged sword effect of SIRT1-activating compounds in their use as a health remedy. We view this model as an essential step towards a tool for studying metabolism, longevity, and ageing-related diseases. By extending the present model as appropriate, we can simulate gene manipulation, therapies (e.g., rapamycin and wortmannin), calorie restrictions, and chronic stress,.
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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 | 0,001 |
| 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 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,007 | 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 ».