DNA复制叉动态对大肠杆菌细胞大小的影响
摘要：一个同源种群的大肠杆菌细胞大小变异已经在实验中广泛报道。细胞长度的概率密度函数(PDF)已经以指数和对数正态函数的形式进行了不同的描述。虽然温度、种群密度和生长速率都被证明会影响大肠杆菌细胞大小分布，最近的模型已经通过DNA复制验证了生长速率和细胞大小之间的联系，但是细胞大小的可变性被认为是由于生长速率的变异性而出现的。一种可以区分随机性来源的机制性联系，可以提高我们对细胞大小调节的理解。在这里，我们基于BCD (birth, chromosome replication and division) 模型开发了一个基于个体细胞分裂的人口动力学模型，其中DNA复制基于Cooper和Helmstetter (CH)多叉复制。在我们的模型中，模型中的随机性仅仅来自DNA复制叉的动态。我们将叉视为二态系统：停滞和恢复。我们的模型预测，随着生长速率的增加，细胞大小的可变性会增加，与先前的实验报告一致。我们扰动模型以测试增加复制叉 (RF) 停滞频率或将RF停滞与细胞分裂机制解耦的效果。实际上，尽管忽略了DNA和蛋白质分离的不对称性，该模型可以忠实地再现细胞大小分布的数量变化。在我们的模型中，多叉复制产生乘法“噪声”，并提供了将生长速率与细胞大小可变性联系起来的机制。
作者：Chaitanya A. Athale
论文ID：1601.02240
分类：Cell Behavior
分类简称：q-bio.CB
提交时间：2019-05-21