„Deze simulaties zijn moeilijk te presteren en te interpreteren omdat vele modelparameters niet zijn of niet experimenteel kunnen worden gemeten. Voorts omdat er zo vele onderling verbonden componenten in het netwerk zijn, is het moeilijk om betrouwbare voorspellingen te maken,“ bovengenoemde bestelwagen Oudenaarden.

Alternatief, kan een complex systeem als „zwarte doos worden behandeld,“ waar u weet wat niet is gebeurende binnenkant maar het kan uit voorstellen door de reactie van het systeem op periodieke input te analyseren. Deze benadering wordt wijd gebruikt in de techniekdisciplines maar zelden toegepast om biologische wegen te analyseren. De techniek is zeer algemeen en kon worden gebruikt om om het even welke cellulaire weg met meetbare input te bestuderen en de output, van Oudenaarden zei.

„U wilt niet de doos openen, maar u wilt het een weinig schudden,“ hij zei. „Het vergelijken van de reactie wanneer u het snel schudt aan wanneer u het langzaam schudt openbaart belangrijke informatie waarover de chemische reacties in de weg de reactie.“ overheersen

In de nieuwe studie, is de „zwarte doos“ een weg die minstens 50 reacties impliceren. De weg wordt geactiveerd wanneer de gistcellen aan een verandering in de osmotische druk van hun milieu, bijvoorbeeld worden blootgesteld, wanneer het zout aan hun de groeimedia wordt toegevoegd.

De onderzoekers controleerden de input (uitbarstingen van zout) en maten output (activiteit van Hog1 kinase, een enzym met een centrale rol in de reactie van de gist zout-spanning).

Zij stelden de cellen aan zoute uitbarstingen van variërende frequentie bloot, dan vergeleken die input met de resulterende Hog1 activiteit.

Het gebruiken dat gegevens en standaardmethodes van systementechniek, zij met twee differentiële vergelijkingen op de proppen kwamen die belangrijkste drie beschrijven koppelt lijnen in de weg terug: men die onmiddellijk actie bijna voeren en onafhankelijk van het kinase Hog1 zijn, en twee terugkoppeling (snelle één en één vertragen) die door Hog1 worden gecontroleerd.

De snelle terugkoppeling verhindert de gistcel omhoog als waterstormlopen uit de cel shriveling in het zoutere milieu. Dat wordt verwezenlijkt door de cellulaire concentratie van glycerol te verhogen, een bijproduct van vele celreacties. De aanwezigheid van glycerol binnen de cel brengt het extra zout buiten het cel zo water is in evenwicht niet meer onder osmotische druk om de cel te verlaten.

Op korte termijn, wordt de glycerolconcentratie onmiddellijk verhoogd door de regelmatige stroom van glycerol te blokkeren die normaal de cel weggaat. In de lange termijn koppel lijn terug, gaat Hog1 naar de kern en activeert een weg die transcriptie van genen veroorzaakt die enzymen produceren die meer glycerol samenstellen. Dit proces vergt minstens 15 minuten.

Tijdens de zoute schokken, stellen de reactieschoppen op korte termijn binnen rechtsweg, maar de cellen ook de reacties in werking op langere termijn.

Andere auteurs van het document zijn Jerome Mettetal, een recente ontvanger van het Doctoraat MIT; Dal Muzzey, een gediplomeerde student in biofysica in Harvard; en Carlos Gomez-Uribe, een gediplomeerde student in de Afdeling Harvard-MIT van de Wetenschappen en de Technologie van de Gezondheid.

Het onderzoek werd gefinancierd door de Nationale Stichting van de Wetenschap en de Nationale Instituten van Gezondheid.

Geschreven door Anne Trafton, MIT het Bureau van het Nieuws