Robust circadian oscillations in growing cyanobacteria require transcriptional feedback.
Robust circadian oscillations in growing cyanobacteria require transcriptional feedback.
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DOI：
10.1126/science.1230996
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发表时间：
2013-05-10
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
O'Shea EK
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Teng SW;Mukherji S;Moffitt JR;de Buyl S;O'Shea EK
单个蓝细菌的昼夜节律振荡非常稳定，使一群生长中的细胞能够保持数周的同步。蓝藻起搏器是一个翻译后调节（PTR）电路，在时钟蛋白KaiC的磷酸化状态下产生昼夜节律振荡。位于PTR之上的是转录-翻译反馈调节（TTR），这是所有昼夜节律系统所共有的，由一个负反馈回路组成，其中KaiC调节其自身的生产。我们证明，PTR电路是足以产生振荡生长的蓝藻。然而，在没有TTR的情况下，单个振荡器不太稳定，并且在细胞群中不能保持同步。实验约束，数学建模再现持续振荡的PTR电路单独和TTR振荡器同步的重要性。
The remarkably stable circadian oscillations of single cyanobacteria enable a population of growing cells to maintain synchrony for weeks. The cyanobacterial pacemaker is a post-translational regulation (PTR) circuit that generates circadian oscillations in the phosphorylation state of the clock protein, KaiC. Layered on top of the PTR is transcriptional-translational feedback regulation (TTR), common to all circadian systems, consisting of a negative feedback loop in which KaiC regulates its own production. We demonstrate that the PTR circuit is sufficient to generate oscillations in growing cyanobacteria. However, in the absence of TTR individual oscillators were less stable and synchrony was not maintained in a population of cells. Experimentally-constrained, mathematical modeling reproduced sustained oscillations in the PTR circuit alone and the importance of TTR for oscillator synchrony.
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