When deprived of fixed nitrogen (fN

When deprived of fixed nitrogen (fN), certain filamentous cyanobacteria differentiate nitrogen-fixing heterocysts. There is a large and dynamic fraction of stored fN in cyanobacterial cells, but its role in directing heterocyst commitment has not been identified. We present an integrated computational model of fN transport, cellular growth, and heterocyst commitment for filamentous cyanobacteria. By including fN storage proportional to cell length, but without any explicit cell-cycle effect, we are able to recover a broad and late range of heterocyst commitment times and we observe a strong indirect cell-cycle effect. We propose that fN storage is an important component of heterocyst commitment and patterning in filamentous cyanobacteria. The model allows us to explore both initial and steady-state heterocyst patterns. The developmental model is hierarchical after initial commitment: our only source of stochasticity is observed growth rate variability. Explicit lateral inhibition allows us to examine ΔpatS, ΔhetN, and ΔpatN phenotypes. We find that ΔpatS leads to adjacent heterocysts of the same generation, while ΔhetN leads to adjacent heterocysts only of different generations. With a shortened inhibition range, heterocyst spacing distributions are similar to those in experimental ΔpatN systems. Step-down to non-zero external fN concentrations is also investigated.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เมื่อปราศจากไนโตรเจนคงที่ (FN), ไซยาโนแบคทีเรียใยบางอย่างแตกต่างตรึงไนโตรเจน heterocysts มีส่วนที่มีขนาดใหญ่และมีชีวิตชีวาของ FN เก็บไว้ในเซลล์ไซยาโนแบคทีเรีย แต่บทบาทในการกำกับความมุ่งมั่น heterocyst ยังไม่ได้รับการระบุ เรานำเสนอรูปแบบการคำนวณแบบบูรณาการของการขนส่ง FN, การเจริญเติบโตของเซลล์และความมุ่งมั่น heterocyst สำหรับไซยาโนแบคทีเรียใย โดยรวมถึงการจัดเก็บ FN สัดส่วนกับระยะเวลาในมือถือ แต่ไม่มีผลกระทบใด ๆ อย่างชัดเจนเซลล์วงจรเรามีความสามารถในการกู้คืนที่หลากหลายและปลายครั้งความมุ่งมั่น heterocyst และเราสังเกตผลกระทบเซลล์วงจรทา​​งอ้อมที่แข็งแกร่ง เราเสนอว่าการจัดเก็บ FN เป็นองค์ประกอบที่สำคัญของความมุ่งมั่น heterocyst และบรรเลงในไซยาโนแบคทีเรียใย รูปแบบที่ช่วยให้เราสามารถสำรวจทั้งสองเริ่มต้นและความมั่นคงของรัฐรูปแบบ heterocyst รูปแบบการพัฒนาเป็นลำดับชั้นหลังจากความมุ่งมั่นแรก: แหล่งเดียวของเรา stochasticity เป็นที่สังเกตแปรปรวนอัตราการเจริญเติบโต ยับยั้งด้านข้างอย่างชัดเจนช่วยให้เราสามารถตรวจสอบΔpatS, ΔhetNและ phenotypes ΔpatN เราพบว่าการΔpatSนำไปสู่​​การ heterocysts ที่อยู่ติดกันของคนรุ่นเดียวกันในขณะที่ΔhetNนำไปสู่​​การที่อยู่ติดกัน heterocysts เดียวของรุ่นที่แตกต่างกัน ที่มีช่วงสั้นลงการยับยั้งการกระจายระยะห่าง heterocyst มีความคล้ายคลึงกับผู้ที่อยู่ในระบบΔpatNทดลอง ขั้นตอนที่ลงไปไม่ใช่ศูนย์ความเข้มข้นภายนอก Fn จะตรวจสอบยัง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เมื่อขาดไนโตรเจนคงที่ ( FN ) บางโรงแยก heterocysts ไซยาโนแบคทีเรียตรึงไนโตรเจน มีเศษขนาดใหญ่และแบบไดนามิกของที่เก็บไว้ในเซลล์ฟังก์ชันระบบยู แต่บทบาทในการมุ่งมั่น heterocyst ไม่ได้ระบุ . เราใช้คอมพิวเตอร์แบบบูรณาการของ FN การขนส่ง , การเจริญเติบโตของเซลล์ และ heterocyst ความมุ่งมั่นเป็นไซยาโนแบคทีเรีย .โดยรวมกระเป๋ากระเป๋าที่เป็นสัดส่วนกับความยาวของเซลล์ แต่ไม่มีผลใด ๆรอบเซลล์ชัดเจน เราสามารถที่จะฟื้นตัวช่วงปลายกว้างและ heterocyst ความมุ่งมั่นครั้งและเราสังเกตแข็งแรงทางอ้อม วัฏจักรของเซลล์ผล เราเสนอว่า FN กระเป๋าเป็นส่วนประกอบสำคัญของความมุ่งมั่น heterocyst และการเลียนแบบในโรงฆ่า .รุ่นที่ช่วยให้เราสามารถสำรวจทั้งเริ่มต้นและสภาวะคงตัว รูปแบบ heterocyst . พัฒนารูปแบบเป็นลำดับชั้นหลังจากที่เริ่มต้นความมุ่งมั่น : แหล่งที่มาของความไม่มีแบบแผนของเราเท่านั้นเป็นที่สังเกตของอัตราการเจริญเติบโต การเกิดที่ชัดเจนช่วยให้เราตรวจสอบΔ Pats Δ , hetn และΔ patn เกิด . เราพบว่า Δ Pats นำไปสู่ heterocysts ที่อยู่ติดกันของรุ่นเดียวกันในขณะที่Δ hetn นำไปสู่ติดกัน heterocysts เฉพาะของรุ่นที่แตกต่างกัน ด้วยการ heterocyst สั้นช่วงระยะการแจกแจงคล้ายคลึงกับในระบบ patn Δทดลอง ขั้นตอนที่ลงไม่เป็นฟังก์ชันภายนอกความเข้มข้นนี้