Overexpression limits of fission yeast cell-cycle regulators in vivo and in silico.
Overexpression limits of fission yeast cell-cycle regulators in vivo and in silico.
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DOI：
10.1038/msb.2011.91
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发表时间：
2011-12-06
影响因子：
9.9
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
细胞系统通常对细胞内参数如基因表达水平的波动是稳健的。然而，人们对停止细胞系统所需的基因的表达限制知之甚少。在这项研究中，使用裂殖酵母粟酒裂殖酵母，我们开发了一种遗传“拔河”（gTOW）的方法来评估某些基因的过表达限制。使用gTOW，我们确定了31个细胞周期调节因子的拷贝数限值;限值从1到>100不等。与芽殖酵母酿酒酵母的直系同源物的比较表明，在真核细胞周期中存在保守的脆弱核心。鲁棒性配置文件调节细胞质分裂在两个酵母（分隔起始网络（SIN）和有丝分裂出口网络（MEN））的网络是完全不同的，可能反映了他们的生理功能的差异。GTP酶spg 1调节的脆弱性是由于对GTP酶激活蛋白（GAP）byr 4的剂量不平衡。使用gTOW数据，我们修改了一个数学模型，并成功地再现了S。pombe细胞周期与模型。
Cellular systems are generally robust against fluctuations of intracellular parameters such as gene expression level. However, little is known about expression limits of genes required to halt cellular systems. In this study, using the fission yeast Schizosaccharomyces pombe, we developed a genetic ‘tug-of-war’ (gTOW) method to assess the overexpression limit of certain genes. Using gTOW, we determined copy number limits for 31 cell-cycle regulators; the limits varied from 1 to >100. Comparison with orthologs of the budding yeast Saccharomyces cerevisiae suggested the presence of a conserved fragile core in the eukaryotic cell cycle. Robustness profiles of networks regulating cytokinesis in both yeasts (septation-initiation network (SIN) and mitotic exit network (MEN)) were quite different, probably reflecting differences in their physiologic functions. Fragility in the regulation of GTPase spg1 was due to dosage imbalance against GTPase-activating protein (GAP) byr4. Using the gTOW data, we modified a mathematical model and successfully reproduced the robustness of the S. pombe cell cycle with the model.
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