Yeast cells are able to tolerate an

Yeast cells are able to tolerate and adapt to a variety of environmental stresses. An essential aspect of stress adaptation is the regulation of monovalent ion concentrations. Ion regulation determines many fundamental physiological parameters, such as cell volume, membrane potential, and intracellular pH.
It is achieved through the concerted activities of multiple cellular components, including ion transporters and signaling molecules, on both short and long time scales. Although each component has been studied in detail previously, it remains unclear how the physiological parameters are maintained and regulated by the concerted action of all components under a diverse range of stress conditions. In this study, we have constructed an integrated mathematical model of ion regulation in Saccharomyces cerevisiae to understand this coordinated adaptation process. Using this model, we first predict that the interaction between phosphorylated Hog1p and Tok1p at the plasma membrane inhibits Tok1p activity and consequently reduces Na+ influx under NaCl stress. We further characterize the impacts of NaCl, sorbitol, KCl and alkaline pH stresses on the cellular physiology and the differences between the cellular responses to these stresses. We predict that the calcineurin pathway is essential for maintaining a non-toxic level of intracellular Na+ in the long-term adaptation to NaCl stress, but that its activation is not required for maintaining a low level of Na+ under other stresses investigated. We provide evidence that, in addition to extrusion of toxic ions, Ena1p plays an important role, in some cases alongside Nha1p, in re-establishing membrane potential after stress perturbation. To conclude, this model serves as a powerful tool for both understanding the complex system-level properties of the highly coordinated adaptation process and generating further hypotheses for experimental investigation.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เซลล์ยีสต์จะสามารถทน และปรับให้เข้ากับความหลากหลายของสิ่งแวดล้อมความเครียด ข้อมูลด้านสำคัญของการปรับตัวความเครียดเป็นข้อบังคับของความเข้มข้นของไอออน monovalent ระเบียบไอออนกำหนดพื้นฐานสรีรวิทยาพารามิเตอร์มาก เช่นปริมาตรเซลล์ เมมเบรนที่มีศักยภาพ และ intracellular pH มันสามารถทำได้ผ่านกิจกรรมกันหลายส่วนโทรศัพท์มือถือ รวมทั้งผู้ไอออน และโมเลกุลสัญญาณ เวลาทั้งระยะสั้น และระยะยาวปรับขนาด แม้ว่าแต่ละส่วนมีการศึกษาในรายละเอียดก่อนหน้านี้ มันยังคงไม่ชัดเจนวิธีรักษา และควบคุม โดยการกระทำกันของส่วนประกอบทั้งหมดภายใต้เงื่อนไขความเครียดหลากหลายพารามิเตอร์สรีรวิทยา ในการศึกษานี้ เราจะสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์รวมของไอออนระเบียบใน Saccharomyces cerevisiae จะเข้าใจกระบวนการปรับประสานนี้ ใช้รุ่นนี้ เราก่อนทายว่า การโต้ตอบระหว่าง Hog1p และ Tok1p phosphorylated ที่เยื่อพลาสมายับยั้งกิจกรรม Tok1p และลด Na + ไหลเข้าภายใต้ความเครียด NaCl ดังนั้น ไว้ นอกจากนี้เราเพิ่มเติมลักษณะผลกระทบของ NaCl ซอร์บิทอล KCl และด่าง pH เครียดสรีรวิทยาของเซลล์และความแตกต่างระหว่างการตอบรับความเครียดเหล่านี้โทรศัพท์มือถือ เราคาดการณ์ว่า ทางเดิน calcineurin เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการรักษาพิษระดับ intracellular Na + ในการ NaCl ความเครียดการปรับตัวระยะยาว แต่ว่า ไม่จำเป็นสำหรับการรักษาในระดับที่ต่ำของ Na + ภายใต้ความเครียดอื่น ๆ ตรวจสอบการเปิดใช้งาน เรามีหลักฐานว่า นอกจากผงของประจุเป็นพิษ Ena1p มีบทบาทสำคัญ ในบางกรณีควบคู่ไปกับการ Nha1p ในการสร้างเมมเบรนที่มีศักยภาพอีกครั้งหลังจากความเครียด perturbation เพื่อสรุป แบบจำลองนี้ทำหน้าที่เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพเข้าใจคุณสมบัติระดับระบบซับซ้อนของการปรับตัวสูงประสาน และสร้างสมมุติฐานเพื่อการตรวจสอบทดลองเพิ่มเติม

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เซลล์ยีสต์สามารถที่จะทนและปรับให้เข้ากับความหลากหลายของความเครียดสิ่งแวดล้อม ลักษณะสำคัญของการปรับตัวความเครียดเป็นกฎระเบียบของความเข้มข้นของไอออน monovalent ระเบียบไอออนกำหนดพารามิเตอร์พื้นฐานทางสรีรวิทยาหลายเช่นปริมาณเซลล์เมมเบรนที่มีศักยภาพและความเป็นกรดด่างในเซลล์.
มันจะประสบความสำเร็จผ่านการทำกิจกรรมร่วมกันของชิ้นส่วนโทรศัพท์มือถือหลาย ๆ รวมทั้งการขนส่งไอออนและโมเลกุลส่งสัญญาณบนตาชั่งทั้งเวลาสั้นและระยะยาว แม้ว่าแต่ละองค์ประกอบได้รับการศึกษาในรายละเอียดก่อนหน้านี้ก็ยังคงไม่มีความชัดเจนว่าพารามิเตอร์ทางสรีรวิทยามีการบำรุงรักษาและควบคุมโดยการดำเนินการร่วมกันของส่วนประกอบทั้งหมดภายใต้ความหลากหลายของสภาพความเครียด ในการศึกษาครั้งนี้เราได้สร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์แบบบูรณาการของการควบคุมไอออน Saccharomyces cerevisiae ที่จะเข้าใจขั้นตอนการปรับตัวนี้การประสานงาน โดยใช้รูปแบบนี้เป็นครั้งแรกที่เราคาดการณ์ว่าการทำงานร่วมกันระหว่าง Hog1p phosphorylated และ Tok1p ที่เยื่อหุ้มที่ยับยั้งกิจกรรม Tok1p และจึงช่วยลดการไหลบ่าเข้ามา + นาภายใต้ความเครียดโซเดียมคลอไรด์ เรายังส่งผลกระทบต่อลักษณะของโซเดียมคลอไรด์, ซอร์บิทอ, KCl และเน้นค่าความเป็นกรดด่างในสรีรวิทยาของเซลล์และความแตกต่างระหว่างการตอบสนองของเซลล์ความเครียดเหล่านี้ เราคาดการณ์ว่าทางเดิน calcineurin เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการรักษาในระดับที่ไม่เป็นพิษของเซลล์ + นาในการปรับตัวในระยะยาวกับความเครียดโซเดียมคลอไรด์ แต่ที่เปิดใช้งานไม่จำเป็นต้องใช้ในการรักษาระดับต่ำของนา + ภายใต้ความเครียดอื่น ๆ การตรวจสอบ เราให้หลักฐานที่แสดงว่านอกเหนือไปจากการอัดขึ้นรูปของไอออนที่เป็นพิษ Ena1p มีบทบาทสำคัญในบางกรณีข้าง Nha1p ในเมมเบรนที่อาจเกิดขึ้นอีกครั้งหลังจากที่การก่อกวนสร้างความเครียด สรุปรุ่นนี้ทำหน้าที่เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสำหรับทั้งการทำความเข้าใจคุณสมบัติของระบบในระดับที่ซับซ้อนของขั้นตอนการประสานงานการปรับตัวสูงและการสร้างสมมติฐานต่อไปสำหรับการตรวจสอบการทดลอง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เซลล์ยีสต์สามารถอดทนและปรับให้เข้ากับความหลากหลายของความเครียดทางสิ่งแวดล้อม มุมมองที่สำคัญของการปรับตัว ความเครียดเป็นกฎระเบียบของไอออนกัดเข้มข้น ระเบียบไอออนกำหนดสรีรวิทยาพื้นฐานต่างๆ เช่น ปริมาณเซลล์ศักย์ไฟฟ้าเยื่อหุ้มเซลล์และการปร .มันได้ผ่านกิจกรรมร่วมกันของส่วนประกอบของเซลล์ต่าง ๆ รวมถึงการขนส่งไอออนและโมเลกุล ทั้งสั้น และ ยาว แบบเวลา แม้ว่าแต่ละส่วนประกอบได้ศึกษาในรายละเอียดก่อนหน้านี้ ยังไม่มีความชัดเจนว่าทางสรีรวิทยาคือการดูแลและควบคุมโดยการกระทำร่วมกันขององค์ประกอบทั้งหมดในหลากหลายสภาวะความเครียด ในการศึกษานี้ได้สร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์แบบบูรณาการเราระเบียบไอออนใน Saccharomyces cerevisiae เพื่อเข้าใจการประสานงานกระบวนการปรับ . การใช้รูปแบบนี้ เราคาดการณ์ว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างฟอสฟอรีเลเตต hog1p tok1p และที่เยื่อหุ้มเซลล์ inhibits กิจกรรม tok1p และจึงลด na + เกลือไหลภายใต้ความเครียด เรายังวิเคราะห์ผลกระทบของเกลือโซเดียมคลอไรด์ซอร์บิทอล KCl และด่าง pH ความเครียดทางสรีรวิทยาของเซลล์ และความแตกต่างระหว่างการตอบสนองของเซลล์ต่อความเครียดเหล่านี้ เราคาดการณ์ว่าแคลซินิวริน ) เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการรักษาปลอดสารพิษระดับเซลล์ของ Na + ในการปรับตัวระยะยาวที่มีความเครียด แต่ใช้งานไม่จําเป็น เพื่อรักษาระดับ Na + ภายใต้ความเครียดอื่น ๆได้แก่ เรามีหลักฐานว่า นอกจากรูปของไอออนที่เป็นพิษ ena1p มีบทบาทสำคัญ ในบางกรณี ควบคู่ไปกับ nha1p ในอีกครั้งสร้างศักยภาพเมมเบรนหลังจากความยุ่งเหยิงความเครียด สรุปรุ่นนี้ทำหน้าที่เป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสำหรับทั้งเข้าใจระบบซับซ้อนระดับคุณสมบัติของการประสานงานในเชิงกระบวนการปรับและสร้างเพิ่มเติมสมมติฐานสำหรับการทดลอง