It-tolleranza għal NADH/NAD flimkien ma 'l-iżbilanċ Antiċipa l-Interventi ta' Tixjiħ U Kontra x-Xjuħija

Jekk jogħġbok ikkuntattjaoscar.xiao@wecistanche.comgħal aktar informazzjoni

SOMMARJU

Il-koppji Redox jikkoordinaw il-funzjoni ċellulari, iżda l-konsegwenzi tal-iżbilanċi tagħhom mhumiex ċari. Dan huwa kemmxejn assoċjat mal-limitazzjonijiet tal-kwantifikazzjoni sperimentali tagħhom. Hawnhekk aħna nevitaw dawn id-diffikultajiet billi nippreżentaw approċċ li jikkaratterizza profili ta 'tolleranza bbażati fuq il-fitness għal żbilanċi ta' koppja redox bl-użu ta 'preżentazzjoni tas-silikonju tal-metaboliżmu. Niffokaw fuq il-koppja redox NADH/NAD1 fil-ħmira, aħna nuru li żbilanċi riduttivi jiġġeneraw sindromi metaboliċi komparabbli ma 'dawk osservati fiċ-ċelloli tal-kanċer.benefiċċji ta 'estratt ta' cistancheIt-tolleranza tal-mutanti tal-ħmira għal żbilanċ redox tista 'wkoll tispjega 30 fil-mija tal-varjabbiltà fil-ħajja kronoloġika tagħhom imkejla b'mod sperimentali. Barra minn hekk, billi nbassru s-sinifikat ta 'xi metaboliti biex jgħinu fl-iżbilanċi, aħna nidentifikaw b'mod korrett nutrijenti sottostanti mekkaniżmi ta' patoloġija, molekuli li jipproteġu l-ħajja, jew mimetiċi ta 'restrizzjoni kalorika. It-tolleranza għall-iżbilanċi redox issir, b'dan il-mod, ħoss li jipprovdi qafas biex jiġu rikonoxxuti proprjetajiet tal-fenotip tat-tixjiħ filwaqt li konsistenti ma 'raġunament bijoloġiku biex jiġu vvalutati interventi kontra t-tixjiħ.

INTRODUZZJONI

Ir-riċerka dwar l-omeostażi redox espandiet b'mod sostanzjali matul l-aħħar għoxrin sena, u b'mod kontinwu ssawwar mill-ġdid il-kunċetti klassiċi ta 'ħsara ċellulari ossidattiva (Halliwell and Gutteridge, 2015). Fost l-aġenti molekulari l-aktar paradigmatiċi sottostanti din l-omeostażi joħorġu l-proporzjonijiet ta 'koppji redox, bħal dawk tal-forom konjugati ta' glutathione, NADPH, u NADH. Kemm il-glutathione kif ukoll NADPH jaġixxu bħala mekkaniżmi essenzjali ta 'scavenging ta' speċi reattivi ta 'ossiġnu (ROS) fil-mitokondrija, filwaqt li NADPH u NADH jgħaqqdu mogħdijiet anaboliċi u kataboliċi, rispettivament, bl-istat redox taċ-ċellula.

Jekk jogħġbok ikklikkja hawn biex tkun taf aktar

Anke hekk, ikomplu jiġu rikonoxxuti mekkaniżmi ġodda li jgħaqqdu l-pari NADPH/NADP* u NADH/NAD* mal-omeostażi redox. Pereżempju, il-bilanċ ta 'NADPH/NADP plus jispjega parzjalment il-konsegwenzi favur is-sopravivenza ta' protein kinase attivat bl-AMP (She et al.,2014). Ukoll, jassoċja iż-żamma tal-ħin ċirkadjana ma 'stati redox (Rey et al., 2016). Il-proporzjon NADH/NAD plus bħalissa huwa maħsub li huwa involut fil-koordinazzjoni tal-funzjoni mitokondrijali u nukleari, ir-regolament epiġenetiku tat-tiswija tad-DNA u l-identità ċellulari, u l-irfinar tal-metaboliżmu tal-enerġija għal varjabbli ambjentali (Canto et al.,2015; Gomes et al. 2013). F'kundizzjonijiet mhux patoloġiċi, il-proporzjon NADH/NAD * ivarja mat-tensjoni tal-ossiġnu, b'kundizzjonijiet iposiċi u disponibbiltà ogħla tal-ossiġnu li jseħħu b'mod korrispondenti ma 'devjazzjonijiet riduttivi u ossidattivi (Clanton, 2007; Graef et al., 1999).

Iżda l-interess dejjem jikber fil-proporzjonijiet tal-koppja redox ġej prinċipalment mill-implikazzjonijiet tagħhom fil-patoloġija.cistanche genghis khanId-dehra ta' ROS kemm fis-sensi riduttivi (hypoxic, suxxettibbli għal NADH) kif ukoll fis-sensi ossidattiv (iperossiku, NAD plus suxxettibbli) kienet relatata ma' diverġenzi minn potenzjal redox ottimali li jiżgura l-aħjar prestazzjoni tal-mitokondrija (Aon et al., 2010). Clanton, 2007). Rigward il-kanċer, tnaqqis ta’ NADH/NAD plus jista’ jkun il-bażi tal-letalità tal-glioblastomas (Gujar et al.,2016) u jippromwovi l-progressjoni tal-kanċer tal-kolon (Hong et al.,2019), madankollu, jista’ wkoll isalva xi fenotipi b’saħħithom fi gradi differenti fiċ-ċelloli minn tipi oħra ta’ tumuri (Garrido u Djouder, 2017).

Cistanche jista 'anti-aging

NADH sar ukoll punt ta 'interess fil-bijoloġija ta' Toronto. F'dan il-kuntest, it-tkabbir tal-grupp NAD plus irriżulta fit-treġġigħ lura parzjali tat-tixjiħ u fenotipi patoloġiċi oħra relatati madwar l-organiżmi (Das et al., 2018; Mendelsohn and Larrick, 2014; Wei et al., 2017; Zhu et al. , 2017), u ċelluli senescent u neoplastiċi nstabu li jippreżentaw żbilanċi tal-proporzjon NADH/NAD plus (Braidy et al., 2011; Schwartz and Passonneau, 1974; Wiley et al,2016). Barra minn hekk, ir-rwoli li għadhom kif ġew skoperti ta 'NADPH u l-kunċett emerġenti ta' NADH/NADH bħala regolatur ewlieni tal-omeostażi redox u s-senescence huma kollha konformi mat-teorija tal-istabbiltà metabolika tat-tixjiħ (Demetrius, 2004). Din it-teorija tipproponi li l-kawża tat-tixjiħ hija l-vulnerabbiltà tal-livelli fissi ta 'koppji redox għal perturbazzjonijiet ambjentali każwali fuq ir-rati ta' reazzjoni tal-enżimi, u tagħmel bosta previżjonijiet interessanti li japplikaw għall-bnedmin.

Minħabba dawn l-implikazzjonijiet kollha, ħafna studji eżaminaw il-fenomenoloġija tal-proporzjonijiet tal-koppja redox jew billi rrappurtaw b'mod passiv il-livelli tagħhom jew billi mmodifikawhom b'mod attiv. Il-manipulazzjonijiet sperimentali huma madankollu ta' sfida. L-aktar tradizzjonali jakkużaw twissijiet sperimentali profondi (Sun et al.,2012) u oħrajn ġodda għadhom jitilfu ċerti ċirkostanzi bijoloġiċi minħabba li huma ristretti għal intervalli ta 'temperatura u pH (Hung et al.,2011; Zhao et al.,2015). Barra minn hekk, huwa sperimentalment għali li tissorvelja l-firxa wiesgħa ta 'fenotipi wara alterazzjoni ta' pools ta 'koenzimi permezz ta' supplimentazzjoni ta 'metaboliti (Hou et al.,2010) u mutazzjonijiet jew espressjoni żejda ta' enzimi li jikkunsmaw NAD(H) (Bait al.,2011; Felipe et al.,1998). Għalhekk, hemm bżonn ta 'strateġiji alternattivi biex jindirizzaw il-kontroll tal-omeostażi redox permezz tal-manipulazzjoni ta' koppji redox, kif ukoll il-fehim tagħna tal-konsegwenzi bijoloġiċi ta 'dan il-kontroll.

Mudelli in silico jsiru strateġija ta 'riċerka prattika kull meta approċċi sperimentali huma limitati, bil-vantaġġ li jippermettu rendikont mekkanistiku sħiħ tal-fenomeni osservati. Mudelli metaboliċi fuq skala tal-ġenoma, li jistgħu jiġu studjati permezz ta 'analiżi tal-bilanċ tal-fluss (FBA) (Orth et al,2010) saru standard fil-bijoloġija tas-sistemi għall-istudju tal-konsegwenzi ta' perturbazzjonijiet metaboliċi fuq il-funzjoni ċellulari (metodi S1). Fost kontribuzzjonijiet oħra, għenu fl-iskoperta ta 'antibijotiċi u kimoterapewtiċi ġodda, id-disinn ta' razez batterjali ottimizzati għall-produzzjoni industrijali ta 'sustanzi ta' interess, u l-fehim aħjar tal-mard metaboliku uman (Burgard et al.,2003; Pagliarini et al. 2016; Raman et al.,2009). L-użu ta 'FBA għandu l-vantaġġ addizzjonali li jipprovdi ħarsa lejn il-fenomeni metaboliċi mingħajr l-influwenza ta' fatturi ta 'taħwid mhux metaboliċi (ġenetiċi, epiġenetiċi, mekkaniċi, eċċ.). Għalhekk, mudelli metaboliċi fuq skala tal-ġenoma huma partikolarment adattati biex jeżaminaw il-konsegwenzi metaboliċi ta 'devjazzjonijiet mill-omeostażi redox.

Hawnhekk, nużaw FBA biex nistudjaw il-bilanċ ta’ koppji redox fuq rikostruzzjoni fuq skala tal-ġenoma tal-ewkarjota uniċellulari Saccharomyces cerevisiae, li biha nikkaratterizzaw il-konsegwenzi metaboliċi u relatati mal-lonġevità ta’ perturbazzjoni kkontrollata tan-NADH/NAD disponibbli flimkien mal-fluss ġenetiku differenti. sfondi. B'mod aktar speċifiku, ir-riżultati tagħna jiżvelaw li t-tolleranza għal dan l-iżbilanċ twassal għal rerouting metaboliku speċifiku li jfakkar il-patoloġija u jispjega wkoll aktar minn kwart tal-varjabbiltà intra-speċifika fil-ħajja post-mitotika. Barra minn hekk, dan il-qafas jgħinna niddeskrivu protokoll komputazzjonali (li napplikaw ukoll għal mudelli metaboliċi tal-annimali u tal-bniedem) għall-identifikazzjoni ta 'metaboliti u enzimi b'potenzjal bħala miri terapewtiċi fil-kuntest ta' patoloġiji relatati mal-età.

RIŻULTATI

Profil ta 'tolleranza bbażat fuq il-kundizzjoni jikkaratterizza perturbazzjonijiet tal-koppja redox

Biex tirrappreżenta żbilanċ bejn il-forom konjugati ta 'koppja redox, aħna inkorporaw reazzjoni riversibbli artifiċjali-ir-"reazzjoni ta' żbilanċ"-fis-rikostruzzjoni fuq skala tal-ġenoma tan-netwerk metaboliku korrispondenti (metodi STAR). Ir-reazzjoni tossida jew tnaqqas il-koppja filwaqt li tikkunsidra kompartimenti ċellulari speċifiċi (eż., cytosol, mitokondrija, eċċ.), U l-attività tagħha tista 'tiġi ffissata għal kwalunkwe valur ta' rata mixtieqa. Għal kull wieħed minn dawn il-valuri, wieħed jista 'jikkalkula rata ta' tkabbir ("fitness").li taġixxi bħala prokura għat-tolleranza taċ-ċellula tal-ħmira għal dik il-kundizzjoni partikolari. Fl-aħħarnett, profil ta 'tolleranza huwa definit billi tiġi kkalkulata r-rata ta' tkabbir għal firxa ta 'valuri ta' żbilanċ (Figura 1A; innota li l-kundizzjonijiet riduttivi/ossidattivi huma rappreżentati bil-blu/aħmar, rispettivament, matul il-manuskritt).

Il-profili ta 'tolleranza tipikament juru tkabbir massimu madwar il-punt ta' żbilanċ null, bi bejn wieħed u ieħor kwalunkwe devjazzjoni (jiġifieri, il-valur mhux żero tar-reazzjoni) li twassal għal tnaqqis fil-kundizzjoni. Dan jenfasizza l-fatt li, biex il-metaboliżmu jaħdem, l-attività tar-reazzjonijiet li jirregolaw proporzjon ta’ koppja redox f’sens wieħed iridu jkunu proporzjonati mal-attività ta’ dawk li jistunjawha fl-ieħor. B'mod aktar speċifiku, l-iżbilanċi ċitosoliċi ta 'NADH/NADt f'S.estensjoni tal-ħajja ta' cistanchecerevisiae li qed jikbru fuq kundizzjonijiet ta 'glukożju u aerobiċi jagħtu profil bi tkabbir massimu spostat b'mod sinifikanti lejn in-naħa ossidattiva fuq punt tal-profil ta' żbilanċ fejn ~ 50 mmol / DW / siegħa ta 'NADH qed jiġu kkonvertiti għal NADH (Figura 1B). Meta kkunsidra minflok l-iżbilanċ fil-mitokondrija, osservajna massimu fil-punt ta 'żbilanċ null (Figura 1C), mudell li aħna osservati bl-istess mod fi profili oħra (Figura S1). B'mod ġenerali, isiru kundizzjonijiet riduttivi

Figura 1. Profil ta' tolleranza jikkaratterizza r-rispons għall-iżbilanċi redox

(A) Fuq. Introduċejna reazzjoni artifiċjali fil-mudell ta 'rikostruzzjoni metabolika ta' organiżmu (f'dan il-każ ħmira) biex interkonverti ż-żewġ forom konjugati ta 'koenzima redox (hawnhekk il-par NADH/NADH). Taħt kull waħda minn serje ta 'kundizzjonijiet ta' żbilanċ, jiġifieri, valuri tar-rata tar-reazzjoni artifiċjali, aħna napplikaw analiżi tal-bilanċ tal-fluss biex nikkalkulaw ir-rata tat-tkabbir. Qiegħ. Il-valuri mbassra tat-tkabbir huma plottjati kontra l-valuri tar-rata tal-iżbilanċ li jiddelinejaw il-profil tat-tolleranza; prokura għat-tolleranza tal-metaboliżmu meta jiffaċċjaw il-perturbazzjoni magħżula.cistanche nz(B) Profil ta 'tolleranza fil-ħmira assoċjata ma' żbilanċi li jinsabu fiċ-ċitosol.

(C) Profil ta 'tolleranza fil-ħmira assoċjata ma' żbilanċi li jinsabu fil-mitokondrija. L-isfumatura blu / ħamra tirrappreżenta reġimi ta 'żbilanċ imnaqqsa u ossidizzata, rispettivament, u tikek griżi jindikaw valuri li jikkorrispondu għal ebda żbilanċ jew żbilanċi estremi riduttivi / ossidattivi li ma jipproduċu l-ebda tkabbir. ta 'ħsara u letali aktar malajr minn reġimi ossidattivi. F'żewġ każijiet (il-pari konjugati ta 'NADH ċitosoliku jew Thioredoxin mitokondrijali), ossidazzjoni artifiċjali ħafifa tal-koppja ttejjeb it-tkabbir (Figura S1).

Perturbazzjonijiet NADH/NAD* jikkawżaw sindromi metaboliċi li jfakkru fil-patoloġija

Il-metaboliżmu tal-enerġija tal-ħmira fl-ebda żbilanċ jikkorrispondi għal metaboliżmu aerobiku karatteristiku fil-preżenza ta 'glukożju (il-kundizzjonijiet tat-tkabbir studjati) li fih il-glikolisi hija akkoppjata maċ-ċiklu tal-aċidu trikarbossiliku (TCA) u fosforilazzjoni ossidattiva. Il-mogħdija tal-fosfat tal-pentożju jossidizza l-glukożju u tipprovdi ribożju-5P għas-sinteżi tan-nukleotidi u qawwa riduttiva imwielda minn NADPH għall-anaboliżmu, filwaqt li rotot anaplerotiċi jitilqu miċ-ċiklu tat-TCA, simili għal dawk tal-metaboliżmu tal-glutamina, jintużaw b’mod moderat biex primarjament jitimgħu pirimidina u sinteżi ta 'aċidu amminiku. L-FBA jippermettilna nikkwantifikaw il-bidliet f'dawn il-mogħdijiet u kif eventwalment jagħtu dettalji tal-karatteristiċi metaboliċi sottostanti kwalunkwe reġim ta 'żbilanċ partikolari.

Speċifikament, Figura 2A turi kif l-iżbilanċi riduttivi ta 'NADH/NADH ċitosoliċi pproduċew żieda fil-fluss glikolitiku, tnaqqis fl-attività taċ-ċiklu TCA u l-katina tat-trasport tal-elettroni, u żieda fil-metaboliżmu tal-glutamina. Din il-firma metabolika pseudohypoxic -fil-preżenza ta 'ossiġnu-tixbah il-metaboliżmu anerobiku, fejn il-glikolisi hija akkoppjata ma' fermentazzjoni alkoħolika jew lattika għad-detriment tal-mogħdijiet mitokondrijali; il-parti ossiġenika tal-passaġġ tal-fosfat tal-pentożju tingħalaq u l-metaboliżmu tal-glutamina, aktar attiv, jista 'jiġi rerouted biex jipproduċi pyruvate fuq il-kontribut għall-anaboliżmu. Notevolment, dan il-fenotip jaqbad xi karatteristiċi ta 'metaboliżmu ta' rendiment paradossali osservati f'tipi differenti ta 'ċelluli kanċeroġeni (l-effett Warburg) (Potter et al.,2016).

Figura 2. Flussi tal-mogħdijiet ewlenin tal-ġestjoni tal-enerġija sottostanti l-profil ta 'tolleranza fil-ħmira (A) Żbilanċ ċitosolic NADH/NAD (fuq) u valuri tal-fluss ta' ħames mogħdijiet rappreżentattivi (qiegħ); i/glycolysis (Glycolysis, qalba), ii/Krebs cycle (TCA, roża), ili/pentose phosphate (Penphos, aħdar), iv/fosforilazzjoni ossidattiva (Oxphos, griż), u metaboliżmu tal-glutamina (Glutamine, vjola). Il-vettori tal-fluss rappreżentati huma r-riżultat tal-medja tal-fluss tar-reazzjonijiet kollha tal-mogħdija partikolari.

(B) L-istess bħal (A) fir-rigward tal-iżbilanċ mitokondrijali. Innota l-preżenza ta 'flussi negattivi fil-glikolisi (pannell A, qiegħ) jirrappreżentaw żieda fil-glukoneġenesi. Ara t-test prinċipali għad-dettalji.

B'kuntrast, il-metaboliżmu tal-enerġija sottostanti tolleranza ossidattiva (fir-rigward taċ-ċitosol, Figura 2A) wera konfigurazzjoni aktar aerobika simili iżda bi pekuljaretajiet, bħal metaboliżmu tal-poliamine partikolarment attiv; u proprjetajiet estremi, inkluż żieda fil-glukoneġenesi, fosforilazzjoni ossidattiva, u attività taċ-ċiklu tat-TCA, kif ukoll fluss għoli ħafna (sa 12-darbiet il-livell normali) permezz tal-mogħdija tal-fosfat tal-pentose. Dan tal-aħħar jista' madankollu jkun artifact ta' differenzi fil-psewdoreazzjoni tal-bijomassa, taħt żbilanċ ossidattiv għoli ħafna (l-aħħar 55 mmol/gDW/h) (Ara l-metodi S1).

Meta r-reazzjoni ta 'żbilanċ tinsab fil-mitokondrija, it-tnaqqis ta' NADH ipproduċa għal darb'oħra ċerta imġieba pseudohypoxic, b'differenza waħda (Figura 2B). Il-fluss permezz tal-glikolisi u l-metaboliżmu tal-glutamina żdied, b'telf konkomitanti tal-partijiet taċ-ċiklu TCA u l-mogħdija tal-fosfat tal-pentose. Madankollu, b'differenza fil-każ cytosolic, il-fosforilazzjoni ossidattiva żdiedet b'mod sinifikanti. Min-naħa l-oħra, in-naħa ossidattiva tal-profil mitokondrijali kienet aktar idjosinkratika: l-attività glikolitika żdiedet b'mod parallel ma 'dik taċ-ċiklu TCA, iżda l-fosforilazzjoni ossidattiva ħadmet fil-biċċa l-kbira f'livelli aktar baxxi min-normal, u l-metaboliżmu tal-glutamina kien ta' ftit importanza,

Is-sindromi metaboliċi jirriżultaw minn kompromess bejn il-bilanċ redox, il-produzzjoni tal-bijomassa, u kompromess ATP/NADH

Aħna identifikajna diversi elementi ewlenin involuti li ffurmaw is-sindromi preċedenti.daqs tal-pene cistancheIl-perturbazzjoni ossidattiva ntlaqgħet b'rispons aerobiku aggravat bħala kompromess bejn iż-żamma tat-tkabbir u l-buffering tal-perturbazzjoni tal-iżbilanċ. Dan involva t-tibdil tar-rotta tal-fluss permezz tan-numru massimu possibbli ta 'reazzjonijiet li naqqsu NAD plus filwaqt li ppreservat distribuzzjoni globali tal-fluss li kienet kapaċi tiġġenera kostitwenti tal-bijomassa. Dawn iż-żewġ elementi mekkanistiċi (perturbation buffering u massimizzazzjoni tal-bijomassa) huma l-aktar rekwiżiti rilevanti tal-problema ta 'ottimizzazzjoni u biżżejjed biex jiddeskrivu r-reġim ossidattiv tal-profil ta' tolleranza.

Figura 3. Mekkaniżmi li jikkompetu jikkawżaw l-imġieba pseudohypoxic tal-ħmira

(A) Il-bilanċ fost il-produzzjoni ta 'NADH, ATP, u prekursur tal-bijomassa jiffavorixxi moduli ta' reazzjoni li jipproduċu kemm jista 'jkun ATP u ftit NADH biex jikkumpensaw għall-konsegwenzi ta' reġimi riduttivi, eż., l-użu ta 'glikolisi għal dak ta' TCA. Innota hawn li l-vleġeġ vjola jirrappreżentaw il-produzzjoni tal-ATP, il-vleġeġ isfar jirrappreżentaw il-produzzjoni ta 'NAD(H), u ċ-ċrieki bojod jindikaw il-ġenerazzjoni ta' prekursuri tal-bijomassa, (B) Perturbazzjoni NADH/NADt suxxettibbli għal NADH (assi x) hija koinċidenza ma 'ADP artifiċjali reazzjoni ta 'fosforilazzjoni (assi y) li tintroduċi qawwa riduttiva fil-forma ta' ATP fil-metaboliżmu żbilanċjat. Grajjent tal-kulur aħdar jirrappreżenta l-proporzjon bejn il-fluss taċ-ċiklu glikolitiku u Krebs normalizzat bil-valur normali tiegħu (sa 100-darbiet). Jista 'jiġi apprezzat li l-fosforilazzjoni ta' l-ADP tnaqqas il-fenotip pseudohypoxic u ddewwem il-kwiet.

In-naħa riduttiva kienet teħtieġ madankollu ħarsa addizzjonali waħda. Hekk kif aktar u aktar NADH jiġi sekwestrat għal reazzjonijiet NADH li jużaw NADt u li huma direttament jew indirettament meħtieġa biex jipproduċu kostitwenti tal-bijomassa jsiru aktar u aktar ristretti, għalhekk il-metaboliżmu tal-enerġija għandu jiġi ridirett biex jippermetti konverżjoni elevata ta 'NADH għal NAD' u biex jillimita l- tnaqqis ta' NAD'għal NADH. Dan għadu insuffiċjenti biex tiffaċċja t-tfixkil, peress li l-biċċa l-kbira tal-qawwa riduttiva fil-forma ta 'NADH hija essenzjalment inutli għal ħafna għanijiet metaboliċi, reazzjonijiet u tkabbir: l-enerġija maħżuna fin-NADH għandha tiġi riallokata għal ADP. Għalhekk, il-metaboliżmu għandu jipprijoritizza moduli ta 'reazzjoni li jipproduċu kemm jista' jkun ATP u ftit NADH; għandu jiddependi fuq shunts u mogħdijiet li għandhom rendiment għoli ta 'ATP/NADH, eż., glikolisi u fosforilazzjoni ossidattiva.

Dawn ir-riżultati fost affarijiet oħra naqqsu ċ-ċiklu tat-TCA u żiedu l-fluss glikolitiku (Figura 3A). Biex tesplora aktar l-impatt ta 'dan il-kompromess ATP/NADH, ikkoinċidejna perturbazzjoni riduttiva NADH/NAD b'reazzjoni artifiċjali li tippermetti fosforilazzjoni ta' ADP. . Is-simulazzjonijiet wrew li l-proporzjon tal-fluss taċ-ċiklu ta' glikolisi elevata għal TCA li jikkaratterizza l-metaboliżmu riduttiv huwa dipendenti fuq ir-rendiment ta' ATP/NADH

Figura 4. Punteġġ ta 'tolleranza bħala tbassir tal-ħajja kronoloġika fil-ħmira

(A) Profili ta' tolleranza miksuba għal mutanti tal-ħmira; is-setturi blu/aħmar tal-kurva jirrappreżentaw ir-reġim riduttiv/ossidant tal-iżbilanċ NADH/NADH.

(B) Assoċjazzjoni bejn punteġġ ta 'tolleranza normalizzat (proporzjonali għall-wisa' tal-valuri ta 'żbilanċ kemm f'reġimi ossidattivi kif ukoll riduttivi, metodi STAR) u ħajja kronoloġika. Il-korrelazzjoni tispjega ~ 30 fil-mija tal-varjanza totali (R'= 0. 29, valur p=3.2x 10-4, N= 41).

(C) Bħala mod alternattiv ta 'tara din l-assoċjazzjoni, ksibna istogramma ta' valuri ta 'inklinazzjoni ta' rigressjoni miksuba minn għaxart elef assoċjazzjoni ġenerata b'mod każwali bejn punteġġ ta 'tolleranza u ħajja. Minn dan il-kampjun, insibu biss 3 każijiet li fihom l-assoċjazzjoni bejn il-punteġġ tat-tolleranza u d-dejta tal-ħajja hija aktar b'saħħitha minn dik misjuba (indikata bil-linja vertikali ħamra).

(Figura 3B). Il-fosforilazzjoni tal-ADP bil-qawwa tnaqqas din il-firma pseudohypoxic anke quddiem rati ta 'żbilanċ b'saħħithom ħafna suxxettibbli għan-NADH.

It-tolleranza tispjega d-differenzi sperimentali tal-ħajja kronoloġika bejn mutanti differenti tal-ħmira

Staqsejna sa liema punt il-profil ta’ tolleranza jista’ jaġixxi bħala tbassir tal-ħajja, peress li koppji redox ġew diskussi bħala determinanti potenzjali tal-ħajja. Mod wieħed biex tistudja dan huwa li tikkalkula l-profil f'mutanti differenti (Figura 4A) u mbagħad tikkwantifika kif tikkorrispondi għal miżuri eżatti tal-ħajja, ħajja kronoloġika normalizzata (CLSs), disponibbli minn kurvi ta' sopravivenza mutanti mkejla b'mod sperimentali (Garay et al., 2014). CLSs huma kkalkulati minn dawn il-kurvi tas-sopravivenza mutanti bħala ż-żieda fis-sopravivenza tal-fażi stazzjonarja relattiva għat-tip selvaġġ.

Fl-FBA, mutazzjonijiet f'ġeni speċifiċi huma simulati billi jillimitaw il-fluss tar-reazzjonijiet assoċjati magħhom permezz ta 'regoli Boolean li jirrelataw kull reazzjoni kimika ma' ORFs li jittraduċu għall-enzima tar-reazzjoni (metodi STAR). Għal kull wieħed minn dawn il-mutanti, ikkalkulajna profil ta’ tolleranza mutant (Figura 4A) u użajna s-somma tal-valuri assoluti ta’ żbilanċ li bihom ir-rata ta’ tkabbir titnaqqas bin-nofs (kemm fir-reġimi riduttivi kif ukoll f’dawk ossidattivi) bħala punteġġ skalari ta’ tolleranza (STAR). metodi).

Is-sett mutant tagħna kien limitat madankollu b'xi restrizzjonijiet (metodi STAR). Notevolment, konna inkapaċi li jiddistingwu differenzi fit-tolleranza taħt l-10 ppm tal-valur tat-tip selvaġġ mingħajr ma nilħqu ħinijiet ta 'komputazzjoni projbittivi, u ħafna mutanti ppreżentaw kemm differenzi negliġibbli fil-ħajja kif ukoll differenzi negliġibbli fit-tolleranza. Barra minn hekk, ġeneralment jitqies li l-FBA mhix kapaċi tikkaratterizza t-tħassir tal-gwadann tal-funzjoni u, pjuttost prevedibbli, l-ebda tolleranza mutanti ma qabżet dik tat-tip selvaġġ.

Lil hinn minn dawn ir-restrizzjonijiet, il-profili ta' tolleranza in silico kienu kapaċi jispjegaw -30 fil-mija tal-varjabbiltà tal-ħajja mkejla b'mod sperimentali (Figura 4B, R2= 0.29, N=41, valur p{{5 }}.2x 10-) b'sinifikat kbir:10,000 randomizations tal-pari tad-dejta wasslu għal 3 każijiet biss b'inklinazzjoni ta' rigressjoni akbar (Figura 4C).

Nutrijenti konvenzjonali jippermettu tolleranza għall-iżbilanċi NADH/NADH

Fl-aħħarnett, investigajna jekk metaboliti tad-dieta speċifiċi kinux partikolarment determinanti fir-rispons għall-iżbilanċ redox. Għal dan il-għan, użajna karatteristika addizzjonali ta 'mudelli FBA, li hija l-possibbiltà ta' aċċess għall-użu ta 'metabolit partikolari (definit bħala r-rata ta' konsum fl-istat fiss, metodi STAR). Aħna eżaminajna l-mod kif din ir-rata nbidlet b'valuri dejjem jiżdiedu ta 'NADH/NAD riduttiv u ossidattiv flimkien ma' żbilanċ.

L-użu kien pjuttost lineari fuq iż-żewġ naħat tal-profil u għall-biċċa l-kbira tal-metaboliti. Għalhekk, aħna mwaħħla dan il-mudell li qed jinbidel għal mudell lineari u kkunsidrat l-inklinazzjoni (assoluta) bħala rappreżentant skalari tar-rilevanza tal-metabolit korrispondenti għat-tollerazzjoni ta 'żbilanċ redox (Figura 5A). Fost l-ogħla nutrijenti li jirrispondu ta 'iAZ900, aħna ndunat metaboliti tad-dieta li huma magħrufa li għandhom rwol kritiku fir-regolazzjoni tal-ħajja tal-ħmira, bħall-aċetat (Burtner et al.,2009), kif ukoll ħafna li jżidu l-ħajja b'mod sperimentali fil-ħmira, dud, jew saħansitra ċelluli umani (Madeo et al.,2018; Mishur et al.,2016) inklużi malat, hydroxybutyrate, spermidine jew oxaloacetate (Figuri 5B-5D, Tabella S1).

Ċerti nutrijenti kienu aktar rilevanti għat-tolleranza għal NADreduction, oħrajn għal NADHoxidation, u ftit għal dawn iż-żewġ reġimi. L-ogħla metaboliti tad-dieta l-aktar importanti għat-tolleranza riduttiva kienu fl-ordni aċetat, beta-hydroxybutyrate (BHB), glutamate, u glutamine (Figura 5B), sadanittant, l-aktar importanti biex tittollera l-ossidazzjoni ta’ NADH kien l-aċetat, NADP plus, putrescine u spermidine. (Figura 5D). Fost dawk li pparteċipaw mit-tolleranza fuq iż-żewġ naħat tal-profil, l-aktar rilevanti kien fl-ordni acetate, glutamate, oxaloacetate, u oxoglutarate (Figura 5C).

Aħna ikkunsidrajna mudelli metaboliċi f'organiżmi oħra biex jikkorroboraw aktar liema nutrijenti huma determinanti fir-rispons għall-iżbilanċi (metodi S1, ara wkoll Figura S2 għal kif jinbidlu l-flussi tal-mogħdijiet ewlenin). Dawn il-kontributuri ewlenin kollha nbidlu, għalkemm mhux b'mod wiesa ', b'aċidi alfa-keto, koppji redox, ċerti vitamini, u ċerti aċidi amminiċi jkunu meħtieġa b'mod sinifikanti biex jikkontrollaw perturbazzjonijiet NADH/NADt f'C.elegans u r-rikostruzzjoni tal-bniedem. L-aktar reazzjoni prevalenti għall-iżbilanċ redox f'dawn l-organiżmi tappartjeni għal metaboliti li jimmedjaw l-omeostażi tal-pH, bħal aċetat, bikarbonat, bifosfat, sodju, ilma, u oħrajn simili. Bl-istess mod, ir-rilevanza tal-glutamate, glutamine, aspartate, threonine, serine, u glycine tiddistingwihom minn aċidi amminiċi oħra u l-biċċa l-kbira tal-metaboliti. Aċidi ossidizzati ta 'daqs medju bħall-oxoglutarate, malate, u oxaloacetate għandhom ukoll rwol fit-tolleranza b'mod konsistenti, kif għandhom it-tendenza li jagħmlu l-bijotina u xi folati (ara Tabella S1 għal lista kompleta).

DISKUSSJONI

Hawnhekk nipproponu approċċ alternattiv biex nifhmu l-konsegwenzi bijoloġiċi wesgħin tal-bidliet fil-koppji redox. Dan l-approċċ huwa bbażat fuq mudelli metaboliċi in silico u jintroduċi l-kunċett tat-toller-anceprofile bħala miżura li tikkwantifika r-reżiljenza ċellulari għal dawn il-bidliet.

Figura 5. Nutrijenti omeostatiċi fil-ħmira

(A) Profil ta 'użu ta' eżempju ta 'nutrijent bir-rigressjonijiet lineari riduttivi (blu) u ossidattivi (aħmar) korrispondenti tiegħu kkaratterizzati minn inklinazzjonijiet m, u m., rispettivament (f'valuri assoluti). Aħna inkludew il-profil ta 'tolleranza ċitosolika fl-isfond bħala referenza.

(B) Inklinazzjonijiet ta 'rigressjoni lineari (m,) tal-aqwa 4 nutrijenti omeostatiċi fis-sens riduttiv tan-NADH/NAD flimkien ma' perturbazzjoni.

(C) Inklinazzjonijiet ta 'rigressjoni lineari tan-nutrijenti top4 li huma omeostatiċi fiż-żewġ sensi tal-perturbazzjoni; Blu: Inklinazzjoni riduttiva ta' rigressjoni lineari; Aħmar: Inklinazzjoni ta' rigressjoni lineari ossidattiva.

(D) Inklinazzjonijiet ta 'rigressjoni lineari (m.) tal-aqwa 4 nutrijenti omeostatiċi fis-sens ossidattiv tan-NADH/NAD flimkien ma' perturbazzjoni.

L-aġġustamenti metaboliċi sottostanti l-profil jiżvelaw il-preżenza ta 'fenotip pseudohypoxic assoċjat mar-reġimi riduttivi NADH. Dan il-fenotip huwa reminixxenti ta 'xi metaboliżmi ta' enerġija b'rendiment baxx apparentement paradossali osservati fil-kanċer (l-effett Warburg) u huwa wkoll rikonoxxut fiċ-ċelloli tal-ħmira (effett Crabtree) u batterjali (metaboliżmu ta 'overflow) (Basan et al.,2015; Mori et al., 2016; Potter et al.,2016). Il-possibbiltà li din l-imġiba tista’ tkun ikkawżata minn restrizzjonijiet ta’ allokazzjoni ta’ riżorsi li jirriżultaw f’rati ta’ tkabbir jew ta’ teħid ta’ glukożju komparattivament għoljin tressqet f’dawn l-aħħar snin (Basan et al, 2015; Mori et al, 2016). Madankollu, il-fenotip pseudohypoxic li nosservaw huwa indipendenti mir-rata ta 'tkabbir u l-assorbiment tal-glukosju, u fil-fatt, iseħħ flimkien ma' rati ta 'tkabbir baxxi (metodi STAR). Aħna wrejna li l-kawża tagħha tinsab fi kompromess ATP/NADH fundamentali, raġuni li hija appoġġjata minn studju sperimentali reċenti (Maldo-nado u Lemasters, 2014).

Barra minn hekk, l-analiżi tal-fluss tagħna tissuġġerixxi li l-manutenzjoni tal-ATP tista 'tiġi affettwata b'mod negattiv minn NADH/NAD riduttiv flimkien ma' diżequilibri. Żieda fl-NADH hija maħsuba li hija korrelazzjoni ta' disponibbiltà mnaqqsa ta' ATP, peress li l-indeboliment tal-fosforilazzjoni ossidattiva jista' jirriżulta kemm f'żieda f'NADH/NAD plus kif ukoll f'tnaqqis fl-ATP/ADP. Aħna nuru li żbilanċi NADH iġġenerati b'mod estrinsiku jistgħu jkunu kawża ta 'disponibbiltà ta' enerġija mnaqqsa permezz ta 'mekkaniżmi metaboliċi ortogonali, anke waqt li l-fosforilazzjoni ossidattiva taħdem fuq livelli normali. Dan huwa sinifikanti ħafna fil-kuntest tar-riċerka dwar ix-xjuħija, peress li t-tnaqqis fid-disponibbiltà tal-enerġija u l-proporzjonijiet ATP/ADP huma karatteristika kkonservata tat-tixjiħ ċellulari u patoloġiji relatati mal-età (Moreira et al.,2003; Pall,1990; Yaniv et al.,2013). ) u tista 'tippromwovi l-akkumulazzjoni ta' skart tossiku u t-telf ta 'proteostasi (marka oħra tat-tixjiħ) billi tnaqqas il-fatturat tal-proteini u għalhekk iżid il-half-life tal-proteini (Anisimova et al., 2018).

Li jmiss nimmiraw li niddeterminaw il-validità tal-qafas tagħna bħala tbassir tal-ħajja u tal-metaboliti tad-dieta li jbaxxu l-iżbilanċi redox. It-tolleranza tantiċipa l-ħajja ċellulari, b'xi limitazzjonijiet minħabba s-sett tad-dejta disponibbli. Meta nikkontrollaw dawn il-limitazzjonijiet (Garay et al.,2014), insibu li l-korrelazzjonijiet li jirriżultaw għadhom evidenza biżżejjed ta 'relazzjoni bejn il-varjanzi ta' tolleranza u CLS.

Kuntrarjament għall-aspettattivi tagħna, l-aktar lezzjoni distinta meħuda mill-analiżi tagħna tal-metaboliti tad-dieta hija li s-sustanza ewlenija li tmexxi r-rispons għall-iżbilanċ ma tiddependix b'mod partikolari fuq in-netwerk tas-salvataġġ NADt. Tabilħaqq, in-"nutrijenti omeostatiċi" ta 'fuq huma intermedji taċ-ċiklu tat-TCA u partijiet oħra tal-metaboliżmu ċentrali li l-azzjoni tagħhom hija ferm aktar mifruxa minn dik tal-prekursuri NAD. Barra minn hekk, ir-rilevanza tar-reazzjonijiet li naqqsu jew ossidaw NAD(H) waqt li jaġixxu bħala pontijiet bejn il-par redox u mogħdijiet metaboliċi ewlenin hija ferm superjuri għal dik ta 'enzimi li jillimitaw is-salvataġġ NADt (bħal nicotinamide mononucleotide adenyltransferase).

Per eżempju, l-oxaloacetate u l-oxoglutarate punteġġ fil-mudell tal-ħmira fost l-aqwa erba 'metaboliti l-aktar effettivi sottostanti tolleranza kemm f'kundizzjonijiet riduttivi kif ukoll ossidattivi, karatteristika konsistenti li tikkorrobora riżultati sperimentali preċedenti (Chin et al.,2014; Williams et al.,2009) . Metaboliti sinifikanti oħra jinkludu hydroxybutyrate li ntwera b'mod konsistenti li jżid it-tul tal-ħajja, jirregola NAD u jimmedja r-rispons għall-ġuħ (Edwards et al.,2014; Newman and Verdin, 2014), u spermidine, li jappartjeni għall-familja tal-poliamini u huwa magħruf li għandhom rwoli fi proċessi relatati mal-età, awtofaġija u protezzjoni tad-DNA (Eisenberg et al,2009; Minois et al.2011: Pietrocola et al.2015).

Aħna użajna C.elegans u mudelli umani biex insaħħu l-evalwazzjoni preċedenti, u żvelaw stampa usa 'li hija ċċentrata madwar l-omeostażi tal-pH, koppji redox, u ċ-ċiklu TCA. Dan jissuġġerixxi li l-modi li bihom il-pH (Burtner et al., 2009) u l-iżbilanċ tan-NADH (Ayer et al.,2014) jiddeterminaw is-senescence fiċ-ċelluli huma mqabbda b'mod profond. Lil hinn mill-pH, in-nutrijenti l-aktar mifruxa u importanti biex jirregolaw NADH/NAD flimkien mal-iżbilanċ huma l-aċidi alfa-keto oxaloacetate u oxoglutarate, il-forom aminati tagħhom, u metaboliti oħra relatati mal-mitokondrija bħall-malat, pyruvate, u fumarate, jiġifieri, iċ-ċentru ewlieni tal-pH. il-kontroll tal-bilanċ redox huwa ċ-ċiklu TCA.

Sal-lum, il-mekkaniżmi li permezz tagħhom l-aċidi amminiċi u l-intermedji taċ-ċiklu TCA jkollhom impatt fuq l-estensjoni tal-ħajja fil-ħmira u C. elegans jibqgħu oskuri. Metaboliti bħal malat, oxaloacetate, fumarate, valine, serine, jew threonine jistgħu tabilħaqq iżidu l-ħajja tal-organiżmi, iżda l-proċessi li jwasslu għal dawn l-effetti huma diskussi u kumplessi (Edwards et al.,2013,2015). Ir-riżultati tagħna jindikaw li spjegazzjoni komuni għal dawn il-fenomeni kollha favur il-lonġevità tinsab fl-effett tan-nutrijenti fuq il-kapaċità taċ-ċelloli li jittolleraw perturbazzjonijiet fil-proporzjon NADH/NAD plus.

Wieħed jista 'jargumenta madankollu li wħud mill-metaboliti kkunsidrati jidhru evidenti minnhom infushom peress li huma wara kollox involuti f'reazzjonijiet li jikkonvertu flimkien NADH u NAD plus. Il-mistoqsija hija allura għaliex metaboliti oħra li wkoll jidhru a priori evidenti minnhom infushom ma joħorġux fir-riżultati tagħna. It-tweġiba tinsab fil-mekkaniżmi li jiżguraw tbassir realistiku fl-FBA. Biex nutrijent ikun "omeostatiku" kontra l-iżbilanċ redox għandu mhux biss iżid il-produzzjoni ta 'NADHor NADt iżda joqgħod f'passaġġ jew modulu ċentrali b'rendiment għoli ta' ATP/NADH u/jew kapaċità li jipprovdi kostitwenti tal-bijomassa.

Fl-aħħarnett, żewġ għarfien ieħor mir-riżultati tagħna huma denji notevoli. Min-naħa waħda, jissuġġerixxu li bi tweġiba għall-iżbilanċi redox, in-netwerks metaboliċi huma lesti li jipproduċu u/jew jikkunsmaw dejjem aktar xi metaboliti li huma interpretati minn netwerks ta’ sinjalar bħala li jipprekludu l-ħtieġa għal reazzjonijiet awtofaġiċi, antiossidanti u ormetiċi, kif ukoll ħafna li jeċċedu. jew is-supplimentazzjoni nstabet li żżid il-ħajja u/jew inkella timita l-effetti tar-restrizzjoni kalorika (CR), b'mod dipendenti fuq il-mogħdijiet ta 'sinjalazzjoni li huma implikati fl-estensjoni tal-ħajja medjata minn CR. Dan isaħħaħ l-evidenza preċedenti li torbot CR u l-bilanċ NADH/NADH bħala parti mill-istess proċess li jestendu l-ħajja u li jippromwovi s-saħħa (Lin et al., 2004).

Min-naħa l-oħra, l-istudju tagħna juri li bi tweġiba għall-proporzjonijiet mibdula, il-metaboliżmu jagħmel ukoll użu dejjem jikber ta 'ċerti sustanzi li jistgħu jagħmlu ħsara kimika liċ-ċellula, bħal aċetat, putresċina, jew acetaldehyde; kif ukoll xi wħud li jistgħu jippromwovu t-tumuriġenesi permezz ta 'rewirings metaboliċi, bħal glutamina, succinate, u fumarate (Sciacovell et al.,2016). Dan imbagħad jista’ jispjega parzjalment il-patoloġiji marbuta mal-iżbilanċ redox u l-proċessi makroskopiċi li hija involuta fihom, bħal mard deġenerattiv u onkoloġiku: jekk l-iżbilanċ redox irid jiġi mtaffi b’sustanzi li huma tossiċi, allura dawn is-sustanzi huma probabbilment mekkaniżmi tal-patoloġiji li ko -jseħħ bi żbilanċ redox.

Nirrealizzaw li l-approċċ tagħna għall-iżbilanċ redox jista 'jinftiehem bħala varjazzjoni mhux tas-soltu tal-istudju tar-robustezza tan-netwerk metaboliku u li jista' jakkuża ċerti twissijiet li jħallu ħafna lok għal titjib. Fir-rigward tar-robustezza, studji li jużaw FBA tradizzjonalment iddefinixxewha bħala bidla tas-soluzzjoni oġġettiva (tipikament tkabbir) bi tweġiba għal tnaqqis li jvarja fir-rati ta’ reazzjoni, eż. (Edwards u Palsson, 2000), aktar milli għal perturbazzjoni partikolari (iżbilanċ redox). ) fil-metaboliti kif nagħmlu aħna. Fir-rigward tal-limitazzjonijiet tal-analiżi tagħna, jistgħu jkunu marbuta ma 'limitazzjonijiet intrinsiċi tal-FBA innifsu, bħall-assenza ta' ġeni regolatorji. Fl-aħħar mill-aħħar, l-affidabbiltà tar-riżultati tagħna tiddependi fuq il-qawwa ta 'tbassir tar-rikostruzzjonijiet metaboliċi: il-mudelli tal-ħmira attwali huma ta' tbassir u avvanzati, iżda mhumiex perfetti (Heavner and Price, 2015), u xorta waħda, huma ferm aħjar mill-aktar. rikostruzzjonijiet multiċellulari preċiżi disponibbli. Minkejja dan it-tħassib kollu, hemm ħafna evidenza li tiġġustifika l-fedeltà dejjem tikber tal-mudelli metaboliċi għall-imġieba naturali.

Bħalissa, ir-riċerka prevalenti għandha t-tendenza li tinjora l-konsegwenzi negattivi potenzjali tat-tnaqqis indiskriminat tal-proporzjon NADH/NADH. Dan huwa parzjalment minħabba l-benefiċċji promettenti li jirriżultaw mit-tnaqqis ħafif miksub b'mod sperimentali, li jinkludu tnaqqis ta 'fenotipi neoplastiċi, ħajja, u estensjoni tal-medda tas-saħħa. Madankollu, hemm evidenza emerġenti li tirrakkomanda kawtela estrema fir-rigward ta’ dawn ir-riżultati pożittivi (Gujarat al., 2016; Hong et al.,2019), kif ukoll qafas teoretiku solidu, sostnut b’mod sperimentali li jbassar konsegwenzi negattivi minn tnaqqis fil-proporzjonijiet NADH/NADH lil hinn. limitu (Aon et al.,2010). Il-profili tagħna ta 'tolleranza ta' żbilanċ NADH/NADt jaħsbu għal din l-istampa emerġenti, peress li devjazzjonijiet ossidattivi ħfief jistgħu jkunu ta 'benefiċċju, iżda dawk ogħla huma ta' ħsara daqs l-estrem oppost.

B'mod aktar speċifiku, il-profili ta 'tolleranza tagħna jissuġġerixxu li minbarra li jikkawżaw problemi kimiċi jew fiżjoloġiċi, kemm il-proporzjonijiet NADH/NADH baxxi kif ukoll għoljin għandhom jintlaħqu wkoll bi żvantaġġi purament metaboliċi, inkluż tnaqqis fid-disponibbiltà tal-enerġija u/jew produzzjoni bijosintetika. Barra minn hekk, u kif irrimarkajna, l-osservazzjonijiet sperimentali limitati li huma disponibbli fuq xi wħud mill-mistoqsijiet li nindirizzaw jidhru li jfakkru fir-riżultati li nirrapportaw hawn.

Limitazzjonijiet ta' l-istudju

Ir-riżultati ppreżentati hawnhekk jitjiebu meta l-mudelli użati jiġu rfinati aktar. Ix-xogħol tagħna jbati wkoll mil-limitazzjonijiet intrinsiċi tal-FBA bħala teknika. Pereżempju, l-informazzjoni dinamika mhix milħuqa, peress li l-verżjonijiet disponibbli bħalissa tal-analiżi tal-fluss dinamiku huma mnaqqsa wisq fl-ambitu. Bl-istess mod, in-nuqqas ta 'restrizzjonijiet impliċiti tal-enerġija fil-bilanċ tal-fluss inaqqas it-tbassir tiegħu għal rati ta' tkabbir għoljin. Din id-dgħufija motivat iż-żieda ta 'tekniki bħal CAFBA, kif ikkunsidrajna fil-manuskritt. Fl-aħħar nett, ikun interessanti li wieħed jaċċessa informazzjoni regolatorja, li tista' tiġi kkontrollata u mixgħula jew mitfija faċilment. Fil-preżent, m'hemm l-ebda approċċi standardizzati għall-implimentazzjoni tar-regolamentazzjoni tal-ġeni fl-FBA. L-applikazzjoni ta' punteġġi ta' attività ta' reazzjoni għal limiti ta' restrizzjoni hija promettenti f'dan ir-rigward.

Dan l-artikolu huwa estratt minn iScience 24, 102697, 23 ta' Lulju, 2021