A mechanism for robust circadian timekeeping via stoichiometric balance.
A mechanism for robust circadian timekeeping via stoichiometric balance.
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DOI：
10.1038/msb.2012.62
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发表时间：
2012
影响因子：
9.9
通讯作者：
Forger, Daniel B.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kim, Jae Kyoung;Forger, Daniel B.
昼夜节律（24小时）计时对许多生物体的生命至关重要。为了了解这种计时的生化机制，我们开发了一个详细的哺乳动物生物钟数学模型。我们的模型可以准确地预测不同的实验数据，包括表型的突变或敲除的时钟基因，以及时间进程和相对表达的时钟转录本和蛋白质。使用这个模型，我们展示了如何一个通用的主题昼夜节律计时，阻遏物紧密结合激活剂，而不是直接结合到DNA，可以产生振荡时，激活剂和阻遏物是在化学计量平衡。此外，我们发现，一个额外的缓慢的负反馈回路保持这种化学计量平衡，并保持与一个固定的时间保持。通过对果蝇生物钟的一个简单而通用的模型和一个先前的模型的分析，验证了这种机制在产生强有力的节律中的作用。我们提出了一个双负反馈回路设计的生物钟，其周期需要严格调节，即使在基因剂量的大的变化。
Circadian (∼24 h) timekeeping is essential for the lives of many organisms. To understand the biochemical mechanisms of this timekeeping, we have developed a detailed mathematical model of the mammalian circadian clock. Our model can accurately predict diverse experimental data including the phenotypes of mutations or knockdown of clock genes as well as the time courses and relative expression of clock transcripts and proteins. Using this model, we show how a universal motif of circadian timekeeping, where repressors tightly bind activators rather than directly binding to DNA, can generate oscillations when activators and repressors are in stoichiometric balance. Furthermore, we find that an additional slow negative feedback loop preserves this stoichiometric balance and maintains timekeeping with a fixed period. The role of this mechanism in generating robust rhythms is validated by analysis of a simple and general model and a previous model of the Drosophila circadian clock. We propose a double-negative feedback loop design for biological clocks whose period needs to be tightly regulated even with large changes in gene dosage.
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影响因子：
11.3
作者：
Baker CL;Loros JJ;Dunlap JC
通讯作者：
Dunlap JC
DOI：
10.1073/pnas.0604511103
发表时间：
2006-07-11
影响因子：
11.1
作者：
Gallego, Monica;Eide, Erik J.;Forger, Daniel B.
通讯作者：
Forger, Daniel B.
影响因子：
5.6
作者：
Buchler, Nicolas E.;Louis, Matthieu
通讯作者：
Louis, Matthieu
影响因子：
2.4
作者：
François, P;Hakim, V
通讯作者：
Hakim, V
影响因子：
4.1
作者：
Dardente, Hugues;Fortier, Erin E.;Cermakian, Nicolas
通讯作者：
Cermakian, Nicolas