Инд. авторы: Воропаева О.Ф., Сенчукова С.Р., Бродт К.В., Гарбузов К.Е., Мельниченко А.В., Старикова А.А.
Заглавие: Численное моделирование ультрадианных колебаний в биологической системе p53-Mdm2 в условиях стресса
Библ. ссылка: Воропаева О.Ф., Сенчукова С.Р., Бродт К.В., Гарбузов К.Е., Мельниченко А.В., Старикова А.А. Численное моделирование ультрадианных колебаний в биологической системе p53-Mdm2 в условиях стресса // Математическое моделирование. - 2014. - Т.26. - № 11. - С.105-122. - ISSN 0234-0879.
Внешние системы: РИНЦ: 23421448;
Реферат: rus: Выполнен численный анализ решений системы уравнений, описывающих динамику концентраций белков p53 и Mdm2 при их взаимодействии. Проведено детальное численное исследование решения при отклонении параметров математической модели от базальных значений. В рамках этих численных экспериментов получены состояния системы, соответствующие как угрозе неуправляемой апоптотической гибели клеток, ускоряющей процессы старения организма, так и ситуации чрезмерного подавления апоптоза, в которых увеличивается риск возникновения новообразований. Исследованы механизмы управления системой в условиях стрессов.
Ключевые слова: бифуркация Андронова–Хопфа; численное моделирование; p53-зависимый апоптоз; ОДУ с запаздывающим аргументом; p53-Mdm2-сеть;
Издано: 2014
Физ. характеристика: с.105-122
Цитирование: 1. Понселе В. С., Купа С., Сторк П.-А., Схунтьес Б., Ингибиторы взаимодействия между Mdm2 и p53, Описание изобретения к патенту. RU 2 477 724. C2. 20.03.2013, бюл. № 8, 2013, 90 с. 2. Lane D., Levine A., “p53 Research: The Past Thirty Years and the Next Thirty Years”, Cold Spring Harb. Perspect. Biol., 2:12 (2010), a000893 3. Kastan M. B., Onyekwere O., Sidransky D., Vogelstein B., Craig R. W., “Participation of p53 protein in the cellular response to DNA damage”, Cancer Res., 51 (1991), 6304-6311 4. Lu X., Lane D. P., Different induction of transcriptionally active p53 following UV or ionizing radiation: defects in chromosome instability syndromes?, Cell, 75 (1993), 765-778 5. Haupt Y., Maya R., Kazaz A., Oren M., “Mdm2 promotes the rapid degradation of p53”, Nature, 387 (1997), 296-299 6. Moll U. M., Petrenko O., “The Mdm2-p53 Interaction”, Mol. Cancer Res., 2003, no. 1, 1001-1008 7. Lahav G., Rosenfeld N., Sigal A., Geva-Zatorsky N., Levine A. J., Elowitz M. B., Alon U., “Dynamics of the p53-Mdm2 feedback loop in individual cells”, Nature Genetics, 36:2 (2004), 147-150 8. Абраменко И. В., Завгородняя А. В., Балан В. И., Крячок И. А., Чумак А. А., “Индукция p53-зависимого апоптоза под действием ионизирующего излучения в лимфоидных клетках больных в-клеточным хроническим лимфолейкозом”, Онкология, 10:2 (2008), 225-229 9. Желтухин А. О., Чумаков П. М., “Повседневные и индуцируемые функции гена p53”, Успехи биологической химии, 50 (2010), 447-516 10. Lev Bar-Or R., Maya R., Segel L. A., Alon U., Levine A. J., Oren M., “Generation of oscillations by the p53-Mdm2 feedback loop: A theoretical and experimental study”, PNAS, 97:21 (2000), 11250-11255 11. Tiana G., Jensen M. H., Sneppen K., “Time delay as a key to apoptosis induction in the p53 network”, Eur. Phys. J. B, 29 (2002), 135-140 12. Ciliberto A., Novak B., Tyson J. J., “Steady states and oscillations in the p53-Mdm2 network”, Cell cycle, 4:3 (2005), 488-493 13. Geva-Zatorsky N., Rosenfeld N., Itzkovitz Sh. et al., “Oscillations and variability in the p53 system”, Molecular Systems Biology, 2006, no. 2 14. Tiana G., Krishna S., Pigolotti S., Jensen M. H., Sneppen K., “Oscillations and temporal signalling in cells”, Phys. Biol., 4 (2007), R1-R17 15. Chickarmane V., Ray A., Sauro H. M., Nadim A. A., “Model for p53 Dynamics Triggered by Damage”, SIAM J. Applied Dynamical Systems, 6:1 (2007), 61-78 16. Horhat R. F., Neamtu M., Mircea G., “Mathematical models and numerical simulations for the P53-Mdm2 network”, Applied Sciences, 10 (2008), 94-106 17. Horhat R. F., Neamtu M., Opris D., “The qualitative analysis for a differential system of the P53-Mdm2 interaction with delay kernel”, 1st WSEAS International Conference on Biomedical Electronics And Biomedical Informatics, BEBI'08 (Rhodes, Greece, August 20-22, 2008), ISBN: 978-960-6766-93-0 18. Batchelor E., Mock C. S., Bhan I., Loewer A., Lahav G., “Recurrent Initiation: A Mechanism for Triggering p53 Pulses in Response to DNA Damage”, Molecular Cell, 30 (2008), 277-289 19. Лихошвай В. А., Голубятников В. П., Демиденко Г. В., Фадеев С. И., Евдокимов А. А., “Теория генных сетей”, Системная компьютерная биология, СО РАН, Новосибирск, 2008, 395-480 20. Гайдов Ю. А., Голубятников В. П., “Одна модель генной сети, исправляющей повреждение ДНК”, Математика в приложениях, Всероссийская конференция, приуроченная к 80-летию академика С. К. Годунова, Тез. докладов (Новосибирск, 20-24 июля 2009 г.), Ин-т математики СО РАН, Новосибирск, 2009, 334 21. Hamada H., Tashima Y., Kisaka Y., Iwamoto K., Hanai T., Eguchi Y., Okamoto M., “Sophisticated Framework between Cell Cycle Arrest and Apoptosis Induction Based on p53 Dynamics”, PlOS ONE, 4:3 (2009), e4795, 7 22. Sun T., Chen C., Shen P., “Modeling the role of p53 pulses in DNA damage-induced cell death decision”, BMC Bioinformatics, 10 (2009), 190 23. Proctor C. J., Gray D. A., “Explaining oscillations and variability in the p53-Mdm2 system”, BMC Syst. Biol., 2 (2008), 75 24. Zhang T., Brazhnik P., Tyson J. J., “Exploring mechanisms of the DNA-damage response: p53 pulses and their possible relevance to apoptosis”, Cell Cycle, 6 (2007), 85-94 25. Wagner J., Ma L., Stolovitzky G. A., “p53-Mdm2 loop controlled by a balance of its feedback strength and effective dampening using ATM and delayed feedback”, Syst. Biol. (Stevenage), 152 (2005), 109-118 26. Qi J. P., Shao S. H., Zhu Y., “A mathematical model of P53 gene regulatory networks under radiotherapy”, Biosystems, 90:3 (2007), 698-706 27. Cai X., Yuan Z. M., “Stochastic modeling and simulation of the p53-MDM2/MDMX loop”, J. Comput. Biol., 16 (2009), 917-933 28. Jolma I. W., Ni X. Y., Rensing L., Ruoff P., “Harmonic Oscillations in Homeostatic Controllers: Dynamics of the p53 Regulatory System”, Biophysical Journal, 98 (2010), 743-752 29. Lahav G., Rosenfeld N., Sigal A., Geva-Zatorosky N., Levine A. J., Elowitz M. B., Alon U., “Dynamics of the p53-Mdm2 feedback loop in individual cells”, Nat. Genet., 36 (2004), 47-50 30. Schon O., Friedler A., Bycroft M., Freund S. M. V., Fersht A. R., “Molecular mechanism of the interaction between MDM2 and p53”, J. Mol. Biol., 323 (2002), 491 31. Воропаева О. Ф., Шокин Ю. И., “Численное моделирование в медицине: Некоторые постановки задач и результаты расчетов”, Вычислительные технологии, 17:4 (2012), 29-55 32. Воропаева О. Ф., Шокин Ю. И., “Численное моделирование обратной связи p53-Mdm2 в биологическом процессе апоптоза”, Вычислительные технологии, 17:6 (2012), 47-63