С. Н. Архипов и И. В. Малый Кафедра вычислительной биологии, медицинский факультет, Университет Питтсбурга, г. Питтсбург, штат Пенсильвания, США




Скачать 451.55 Kb.
НазваниеС. Н. Архипов и И. В. Малый Кафедра вычислительной биологии, медицинский факультет, Университет Питтсбурга, г. Питтсбург, штат Пенсильвания, США
страница1/4
Дата публикации13.05.2014
Размер451.55 Kb.
ТипДокументы
literature-edu.ru > Лекции > Документы
  1   2   3   4
Модель взаимодействия рециклирования рецепторов с динамикой опосредованного рецепторами контакта у Т-клеток

С. Н. Архипов и И. В. Малый

Кафедра вычислительной биологии, медицинский факультет, Университет Питтсбурга, г. Питтсбург, штат Пенсильвания, США

Ключевые слова: сигнальная система, везикулярный транспорт, микротрубочки, центросома, иммунологический синапс.

РЕЗЮМЕ

Ориентация органелл внутри Т-клеток (ТК) в направлении антиген-презентирующей клетки (АПК) служит гарантией того, что иммунный ответ будет обладать надлежащей направленностью. Механизмы ориентации, однако, остаются в основном неизученными. Структурная динамика ТК тесно связана с динамикой Т-клеточного рецептора (ТКР), который распознает антиген на поверхности АПК. Связывание ТКР вызывает его интернализацию, за которой следует с задержкой поляризованное рециклирование на плазматическую мембрану через подмембранный рециклирующий компартмент (РК), каковая органелла занимает то же положение в клетке, что и эффекторный аппарат ТК. Связывание ТКР вызывает также расширение зоны контакта между ТК и АПК, которое делает возможным дальнейшее связывание рецепторов. Чтобы проанализировать взаимодействие динамики межклеточного контакта и рецепторов, мы построили новую численную модель. Новая модель воспроизводит наблюдавшиеся в опытах селективную стабилизацию контакта, инициированного вблизи РК, и лишь кратковременное образование контакта, диаметрально противоположного РК. В общем случае, когда контакт между ТК и АПК инициируется в произвольной ориентации к РК, моделирование предсказывает, что динамика контакта и рециклирование рецепторов могут взаимодействовать, приводя фактически к миграции контакта в область на поверхности ТК, соседнюю с подмембранным РК. Посредством микроскопических наблюдений живых клеток в трех измерениях мы получили данные, согласующиеся с таким неожиданным поведением клеток. Мы заключаем, что ТК могут стабилизировать контакт с АПК путем ориентации его по отношению к полярности внутриклеточного транспорта ТКР. Результаты также внушают убеждение, что ориентация органелл ТК, таких как РК и эффекторный аппарат, в направлении АПК может достигаться в отсутствие какого бы то ни было внутриклеточного перемещения самих органелл.

Источник финансования: Настоящая работа поддерживалась грантом NIH-GM078332, выданным И.В. Малому.

Сокращения: АПК – антиген-презентирующая клетка, АГ – аппарат Гольджи, ЦОМТ – центр организации микротрубочек, ПМ – плазматическая мембрана, РК – рециклирующий компартмент, ТК – Т-клетка, ТКР – Т-клеточный рецептор.

ВВЕДЕНИЕ

Представления о том, что клеточные процессы, как например те, что лежат в основе иммунного ответа, могут включать с трудом поддающиеся интуитивному пониманию взаимодействия между разнородными подпроцессами и компонентами системы и что понимание нами эффектов системного уровня можно значительно улучшить путем применения численного моделирования на компьютере, получают все большее распространение. Модель, представленная в настоящей статье, была разработана для предсказания динамики опосредованных рецепторами межклеточных взаимодействий, исходя из измеренных экспериментально кинетических параметров, и проверки путем сравнения со структурной динамикой клетки, наблюдающейся в эксперименте. На основе предыдущих достижений в области моделирования иммунологической кинетики, введение новых динамических переменных позволило впервые предсказать относительную стабильность и локазизацию иммунологического синапса, которые играют важную роль в иммунологических взаимодействиях клеток. Описанное моделирование направлено главным образом на последовательное и количественное объяснение опытов, которые были проведены ранее, и на постановку новых опытов, результаты которых также приведены в настоящей статье.

Попарные взаимодействия Т-клеток (ТК) с антиген-презентитующими клетками (АПК) иммунной системы и с инфицированными клетками играют центральную роль в клеточном иммунитете. В различных ситуациях, эти взаимодействия могут вызывать различные ответы, включая активацию ТК, индуцирование иммунологической памяти, лизис (разрушение) инфицированных или опухолевых клеток и производство антител [1]. Специфичность ответов определяется на молекулярном уровне специфичностью узнавания антигена, предсталенного на плазматической мембране (ПМ) АПК, Т-клеточным рецептором (ТКР) на ПМ ТК. ТКР непрерывно и активно распределяется в ТК циклом интернализации и реэкспрессии на ПМ [2]. Рециклирование обладает полярностью и вносит вклад в аккумуляцию ТКР в области взаимодействия ТК и АПК [3]. Численные модели рециклирования объясняют распределение ТКР между ПМ и внутриклеточным пулом [4]. Недавно поляризованное накопление ТКР в области взаимодействия ТК и АПК было также описано моделью рециклирования [5]. Однако область взаимодействия в этой модели была фиксированным компартментом. В реальности связывание ТКР в области взаимодействия вызывает расширение самой этой области и, таким образом, вовлечение дополнительного части мембраны с рецепторами во взаимодействие между ТК и АПК [6,7]. В настоящей статье мы описываем пространственно-распределенную кинетическую модель клеточного уровня, которая принимает в расчет взаимодействие между рециклированием ТКР и динамикой опосредованного ТКР межклеточного контакта. Данная модель позволила дать количественное объяснение наших предшествующих опытов и помимо этого продемонстрировала неожиданное поведение, которое мотивировало постановку новых опытов, результаты которых также представлены в настоящей статье.

Предназначение новой модели – отразить ряд черт опосредованного ТКР взаимодейсвия между ТК и АПК в количественных деталях, которые известны из опытов. ТКР конститутивно интернализуется с ПМ. Далее он направляется в составе везикул вдоль микротрубочек в РК [8]. Последний расположен, вместе с аппаратом Гольджи (АГ), возле области схождения микротрубочек, называемой центросомой или центром организации микротрубочек (ЦОМТ). Этот комплекс органелл (РК, ЦОМТ и АГ) обычно лежит в ТК эксцентрично, вблизи ПМ [3,5,9,10]. ТКР рециклируется обратно на ПМ, прилежащую к РК [3], откуда он может диффундировать латерально по всей клеточной поверхности [11]. Когда ТК входит в контакт со специфичной АПК и ТКР на поверхности ТК узнает антиген на поверхности АПК, запускаются два процесса. Во-первых, связывание рецепторов приводит к расширению площади межклеточного контакта (называемого иммунологическим синапсом) и включению в него все большей площади мембраны с рецепторами [6,7]. Во-вторых, интернализация стимулированных рецепторов резко ускоряется [2,4]. Результатом действия этих двух эффектов, которые играют роль, соответственно, положительной и отрицательной обратной связи, может быть либо стабилизация опосредованного ТКР межклеточного контакта, либо его коллапс. Полагают, что значительная продолжительность контакта необходима для того, чтобы взаимодействие клеток было результативным, например, для того, чтобы ТК доставила цитотоксины, убивающие АПК, инфицированную вирусами. Более того, контакт должен быть стабилизирован в области поверхности ТК, которая прилежит к подмембранному комплексу РК, ЦОМТ и АГ, поскольку эффекторный аппарат ТК является частью того же агрегата органелл [9,10,12,13]. Предстваленная здесь численная модель делает попытку предсказать динамику опосредованной ТКР зоны контакта ТК и АПК, исходя из экспериментально измеренных параметров рециклирования ТКР, с целью сравнения предсказания с экспериментально наблюдавшейся динамикой контакта.

Новая модель является континуальным обобщением компартментализированной модели динамики ТКР [5]. В предшествующей модели поверхность ТК, на которой распределены ТКР, рассматривалась не как непрерывная, а как разделенная на три "компартмента", один из которых моделировал зону контакта ТК и АПК. Этот подход позволил описать влияние рециклирования на динамику числа рецепторов в зоне взаимодействия ТК и АПК. Компартментализированная модель не могла, однако, отразить опосредованное рецепторами расширение зоны контакта, которое само по себе изменяет число рецепторов, вовлеченных в межклеточное взаимодействие [7]. Некоторые эффекты расширения зоны контакта были отражены в этой модели как поток рецепторов в контактный компартмент из остальной части ПМ. Измерения показывают, что бòльшая часть такой кажущейся латеральной конвекции ТКР обязана своим происхождением их движению в составе ПМ, становящейся частью расширяющегося межклеточного контакта [7]. Тем не менее, поскольку контактный компартмент в предыдущей численной модели рассматривался как имеющий постоянный размер, феноменологический приток рецепторов в него был предопределен и не зависел от поверхностной плотности рецепторов, уже находящихся в пределах контакта. Вследствие этого, модель не включала положительной обратной связи от связывания рецепторов, которая могла бы противодействовать отрицательной обратной связи, обусловленной интернализацией рецепторов из зоны контакта. В пространственно-непрерывной модели, представленной в настоящей статье, латеральная конвекция ТКР в зону контакта моделируется явно как включение клеточной поверхности в зону контакта по мере расширения последней.

Для моделирования расширения (и сокращения) контакта между ТК и АПК мы вводим движущиеся границы зоны контакта в непрерывную модель поверхности ТК, используя ряд представлений из области моделирования клеточной адгезии, опосредованной рецепторами [14–18]. Адаптируя понятие необходимой для адгезии критической поверхностной плотности рецепторов, взятое из модели прикрепления лейкоцитов [14], мы моделируем границу контакта ТК и АПК как выдвигающуюся, если локальная плотность ТКР выше определенного критического значения, и как отступающую, если она ниже этого значения. В общем случае, скорость границы моделируется линейной функцией локальной поверхностной плотности ТКР. Это простое предположение замыкает петлю положительной обратной связи между плотностью рецепторов в области контакта и вовлечением во взаимодействие новых рецепторов. Оно отражает как тот факт, что связывание ТКР в контактной зоне стимулирует динамику актина, обусловливающую расширение контакта [19–21], так и более прямой вклад опосредованной рецепторами адгезии в формирование контакта [16]. В этом отношении, наша модель является приложением к ТК и ТКР понятия градиентов опосредованной рецепторами клеточной адгезии, создаваемых внутриклеточным транспортом рецепторов [15–18]. Хотя линейная зависимость скорости границы от местной концентрации ТКР является грубым феноменологическим приближением деталей связывания ТКР и активного расширения и сокращения контакта, мы рассматриваем ее как достаточно механистическое предположение в модели, которая имеет целью рассмотрение динамики ТКР на масштабе клетки в ходе взаимодействия ТК с АПК. Принимая в рассмотрение влияние как рециклирования, так и экспансии на потоки ТКР в синапс и из синапса, представленная здесь модель пригодна для анализа динамического взаимодействия этих двух эффектов. Введение в модель новых переменных, задающих положение границ контакта, делает возможным предсказание в явном виде важных в функциональном отношении стабильности и локализации контакта ТК и АПК, исходя из пространственно организованной кинетики рециклирования ТКР. Объяснение опытов с этой точки зрения является основной целью настоящей работы.

Моделирование динамического перераспределения ТКР в синапс и из синапса упрощается возможностью ислючить определенные процессы из рассмотрения в явном виде на основании разделения временных и пространственных масштабов. Времена пребывания рецепторов в ПМ и РК намного короче (минуты) времени жизни рецепторов прежде, чем они деградируются биохимически (часы, [2]). Это позволяет считать полное число рецепторов в клетке постоянным в модели эффектов рециклирования в ходе взаимодействия ТК и АПК на временном масштабе нескольких десятков минут [2]. И наоборот, быстрота внутриклеточного везикулярного транспорта [22] указывает на время транспортировки интернализированного ТКР в РК меньше 1 мин. Это обстоятельство позволяет считать транспорт, как таковой, мгновенным в модели рециклирования ТКР [5]. Было показано, что кривизна мембраны и согласованное распределение с другими трансмембранными молекулами являются важными факторами, влияющими на распреденение ТКР в мелком масштабе в пределах иммунологического синапса [23–25]. Мы опускаем их эффекты в настоящей модели, цель которой – предсказание исключительно крупномасштабного распределения ТКР в целой клетке. Несмотря на то, что исключительное внимание к ТКР и опосредованной этим типом рецепторов динамике клеточного контакта оправдано при моделировании нашей экспериментальной системы, которая включает связывание лишь этого главного типа рецепторов в ТК [19–21], результаты должны быть экстраполированы лишь с осторожностью на реальное взаимодействие ТК с АПК, в которое вовлечены также многие другие типы рецепторов [26]. Наконец, мы делаем упрощающее предположение о комодуляции [2,5], рассматривая все ТКР в пределах синапса как подлежащие интернализации с одной и той же высокой, индуцированной скоростью. В реальности, лишь часть ТКР в синапсе может быть активирована, что было предметом интенсивных теоретических и экспериментальных исследований [27–31]. Наша модель не отражает этой сложной локальной динамики связывания ТКР, сосредотачиваясь вместо этого на распределении ТКР в масштабе клетки.

Нашей первой задачей в настоящей работе было объяснение конкретных опытов [5], проведеных нами ранее на экспериментальной модели, которая заменяет АПК искусственной поверхностью, связывающей ТКР [12,19–21]. С этой целью мы прежду всего воспользовались новым пространственно-кинетическим формализмом для анализа кинетического происхождения стабильности контакта в случае, когда ТК контактирует со связывающей ТКР поверхностью той стороной клетки, рядом с которой находится внутриклеточный РК, и к которой направлено поляризованное рециклирование. Эта экспериментальная ситуация соответствует структурной полярности функциональных и стабильных пар ТК и АПК [3,9,10]. Затем новая модель была применена к экспериментальному случаю, где РК остается диаметрально противоположным клеточной стороне, находящейся в контакте со связывающим ТКР субстратом. Данная экспериментальная ситуация [5] соответствует неудаче структурной поляризации ТК [9,12], которая делает взаимодействие ТК и АПК нефункциональным [10,13]. Мы провели численный анализ, чтобы опрелелить, способна ли модель воспроизвести обращение развития контакта, которое мы наблюдали в этой экспериментальной ситуации, и которое зависело от рециклирования ТКР [5]. Далее, мы обобщили моделирование, рассмотрев начальные условия, в которых РК ориентирован по отношению к месту инициации контакта произвольно. Неожиданные численные результаты в этом случае заставили нас пересмотреть некоторые предположения, касающиеся причинно-следственных отношений в поляризации ТК, и провести новые опыты, которые подтвердили предсказания модели.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Модель воспроизводит различную стабильность контакта в зависимости от полярности рециклирования

Пространственная организация модели показана диаграмматически на рис. 1 (см. тж. полную математическую формулировку в разделе «Материалы и методы»). Модель описывает перераспределение ТКР в ТК, взаимодействующей с АПК, и динамику контакта между ТК и АПК. С этой целью, поверхность ТК моделируется окружностью, на которой распределен ТКР, и часть которой обозначает площадь контакта с АПК. Положение на поверхности задается угловой координатой . Она отсчитывается между 0 и 360 как принято в полярной системе координат, так что верх клетки имеет координату = 90 в то время как низ, где всегда инициируется контакт со связывающей ТКР поверхностью в нашей экспериментальной системе, имеет координату = 270. Две границы, которые отделяют дугу, обозначающую зону контакта ТК с АПК (или с биомиметической связывающей ТКР поверхностью), могут перемещаться. Их мгновенные положения на окружности задаются угловыми координатами 1 и 2. Распределение ТКР по поверхности описывается математически функцией плотности P(), которая обозначает локальную поверхностную плотность (концентрацию) рецепторов в положении с координатой . Зависяшая от времени переменная r описывает количество ТКР во внутриклеточном РК. Поток со всей ПМ (интернализация) направлен в РК, в то время как поток из РК (собственно рециклирование) направлен в единственную, фиксированную точку на ПМ, положение которой задается r. Эта точка является идеализацией области клеточной поверхности, которая прилегает к РК и к которой вследствие этого направлено рециклирование. Константа скорости рециклирования обозначена kr. ТКР на поверхности претерпевает латеральную диффузию с коэффициентом диффузии D. Важной чертой модели является сопряжение динамики ТКР с динамикой контакта. Между двуми границами области контакта, интернализация рецепторов протекает с высокой, индуцированной лигандом константой скорости ki, в то время как в остальной модельной ПМ она протекает с относительно низкой, конститутивной константой скорости kc. Принципиально новой чертой модели является то, что эти две границы двигаются латерально по поверхности клетки со скоростями, зависящими от местной плотности ТКР. Мы прибегли к упрощающему предположению, что мгновенная скорость границы является линейной функцией местной плотности рецепторов. Опосредованное рецепторами образование контакта между ТК и АПК таким образом описывается двумя варьируемыми параметрами: критической плотностью рецепторов pкрит и константой угловой скорости k. Предполагается, что если локальная плотность рецепторов на границе контакта выше pкрит, то граница продвигается вперед, расширяя зону контакта. Если она ниже pкрит, то граница отступает, делая зону контакта более узкой. Насколько быстро граница продвигается или отступает, в зависимости от отклонения местной плотности рецепторов от pкрит – определяется константой скорости k. Вычислительные детали модели описаны в разделе «Материалы и методы».

В первом модельном случае, мы предположили, что комплекс РК, ЦОМТ и АГ поляризован к области контакта с самого начала. Эта ситуация моделировалась экспериментально и стабильность контакта в ней была измерена [5]. В условиях опыта, контакт инициировался на «дне» приблизительно шарообразной ТК. Для моделирования полярности рециклирования в данном случае, мы задали положение поверхностной точки рециклирования внизу клетки (r = 270°).

Распределение ТКР в момент инициации контакта (t = 0) должно представлять собой стационарное распределение ТКР в изолированной ТК. Такое распределение может быть получено как стационарное решение варианта модели без границ контакта и с интернализацией, которая протекает с низкой, конститутивной скоростью повсюду на клеточной поверхности. В таком базальном стационарном состоянии, ТКР предсказывается распределенным в соотношении 82:18 между поверхностью и внутриклеточным пулом. Это соотношение очень хорошо согласуется с предшествующей моделью, не принимавшей поверхностное распределение во внимание [4]. Вследствие поляризованного рециклирования, предсказываемое настоящей моделью распределение поверхностного ТКР в базальном стационарном состоянии неравномерно. Предсказанная повехностная плотность ТКР в 1,5 раза выше внизу клетки, в области, куда направлено рециклирование, чем на противоложном, верхнем полюсе клетки. Такая степень поляризации поверхностных ТКР близко согласуется с предшествующей моделью, которая не была пространственно непрерывной, но различала три воображаемых области на ПМ [5].

Для того, чтобы начать моделирование формирования опосредованного ТКР контакта, мы ввели две границы зарождающегося контакта внизу клетки (1,2(0) = 270°). С этого момента, границы двигались в соответствии с плотностью рецепторов в месте их положения, и интернализация рецепторов между границами протекала с высокой, индуцированной лигандом скоростью.

Модель предсказывала различные сценарии в зависимости от константы скорости экспансии контакта k и критической плотности рецепторов pкрит (рис. 2а). Если критическая локальная плотность рецепторов pкрит, требуемая для экспансии области взаимодействия была выше первоначальной плотности в месте инициации контакта, формирование контакта не могло начаться (темно-синяя область на рис. 2а). Таким образом, в этом лимитирующем случае, физический смысл параметра pкрит в точности тот же, что и в теории клеточной адгезии, опосредованной рецепторами. Снижением критической плотности рецепторов наша новая модель могла быть переведена в другой режим, в котором контакт расширялся до конечного размера, который был тем не менее незначительным, меньше, чем 30 дуги, или 1/12 клеточной окружности (светло-синий на рис. 2а). Дальнейшее снижение pкрит делало возможным значительную, хотя и преходящую, экспансию (желтый на рис. 2а), и еще более глубокое снижение – динамику контакта, которая стабилизировалась на потенциально функциональном размере контакта, >30 дуги (оранжевый на рис. 2а). При еще более низкой pкрит было предсказано экстремальное расширение зоны контакта, превышающее 180 (1/2 окружности клетки). Последний режим (красная область на рис. 2а) является неправдоподобным, поскольку он означал бы поглощение ТК внутрь АПК, чего не наблюдается в опытах.

Режим значительного расширения, за которым следовала стабилизация (оранжевый на рис. 2а), имел большое сходство с поведением клеток, в которых комплекс РК, ЦОМТ и АГ был ориентирован к точке первоначального контакта в наших опытах [5]. Сопряженная динамика распределения рецепторов и площади контакта в этом режиме показана на рис. 2б. Первоначальный контакт имеет место в области клеточной поверхности, которая наиболее богата рецепторами, поскольку туда направлено поляризованное рециклирование. Начальная экспансия поэтому протекает быстро и ширина контакта достигает 150 к 10 мин. Расширение затем сменяется сужением, когда плотность рецепторов в пределах контакта резко падает ниже критической. Непосредственно после начала сужения контакта зона, в которой плотность рецепторов все еще превышает критическую, начинает расширяться от центра контакта. Это пополнение контакта рецепторами отражает уменьшение интернализации, которое вызывается коллапсом контакта, уменьшающим площадь, из которой стимулированные рецепторы интернализуются с высокой, индуцированной лигандом скоростью. К 30 мин после первоначального соприкосновения, расширяющаяся зона плотности рецепторов, превышающей критическую, встречается с медленно коллапсирующей границей области контакта. В этот момент плотность рецепторов на границе контакта равняется критической, что обусловливает нулевую мгновенную скорость границы. Дальнейший сокращение зоны контакта понижало бы интернализацию и приводило бы к росту плотности рецепторов выше критической, вызывая таким образом экспансию контакта. Его экспансия, однако, увеличивала бы зону быстрой интернализации, таким образом обедняя контакт рецепторами и вызывая его коллапс. Обратная связь представляется достаточно быстрой в данной модели, так что лишь незначительные осцилляции площади контакта наблюдаются после 30 мин. Зона контакта фактически стабилизируется на приблизительно 90 дуги, или четверти окружности ТК. Модель предсказывает, что поверхность ТК за пределами синапса обеднена рецепторами, в то время как пик их поверхностной плотности динамически поддерживается в середине области взаимодействия с АПК поляризованным рециклированием. Обе черты распределения ТКР наблюдались в опытах [3,23,32–34].

Вторая экспериментальная ситуация, которую мы хотели проанализировать, была той, в которой рециклирование направлено к противоположному полюсу по отношению к месту инициации контакта [5]. Симуляция в этом случае была проведена таким же образом, за исключением того обстоятельства, что рециклирование было направлено в точку поверхности с угловой координатой r = 90° (верх клетки). Такая модель с диаметрально противоположными РК и клеточным контактом продемонстрировала несколько более разнообразный набор возможных динамических режимов (рис. 3а). Особенно примечательно было то, что в широкой области пространства параметров (бирюзовой на рис. 3а), за первоначальным расширением следовал полный коллапс зоны контакта. В другой значительной области пространства параметров (желтой на рис. 3а), первоначальное расширение сменялось сокращением, которое, хотя оно оставалось математически неполным, сводило размер контакта к значениям ниже 30 дуги, или 1/12 окружности клетки. Контакт такого размера вряд ли был бы функциональным, поскольку он не был бы в состоянии задерживать эффекторные молекулы, высвобождаемые в зазор между ТК и АПК, и предотвращать их диффузию за пределы синапса достаточно эффективно, что потенциально могло бы приводить к повреждению невовлеченных в иммунологическое взаимодействие окружающих клеток [10]. Важно и то, что контакт столь малого размера вряд ли был бы обнаружен в экспериментах. В наших опытах на живых клетках [5] обнаружение контактов малого размера затруднено светопреломлением в теле клетки. Таким образом, в обоих этих режимах (бирюзовый и желтый на рис. 3а) модель близко напоминала поведение клеток с комплексом РК, ЦОМТ и АГ, диаметрально противоположным зоне контакта, которые демонстрировали экспансию, сменявшуюся коллапсом [5]. Также примечательно, что область в пространстве параметров, в которой формирование синапса, противолежащего месту рециклирования, прерывается (бирюзовый и желтый на рис. 3а) перекрывается с областью, в которой формирование синапса возле места рециклирования является устойчивым (оранжевой на рис. 2а). Область перекрывания очерчена черным на рис. 3а. В пределах этой области перекрывания, модель в состоянии воспроизвести оба экспериментальных наблюдения, используя одни и те же значения параметров.

В качестве примера, та же комбинация параметров, что и в динамическом сценарии, детально описанном выше, задает лишь временное формирование контакта, если место рециклирования диаметрально противоположно месту инициации контакта. В последнем случае, показанном на рис. 3б, первоначальное расширение контакта приводит к продвижению его границ в область клеточной поверхности, которая исходно имеет еще более высокую плотность рецепторов. Данный эффект сам по себе только ускорил бы экспансию, но он компенсируется интенсифицированной интернализацией рецепторов из зоны контакта. Приблизительно через 6 мин, плотность рецепторов падает в середине контакта ниже критической. Путем совместного действия зависящей от положения интернализации и латеральной диффузии, обедненная область начинает расширяться. Через 8 мин, она обгоняет границы зоны контакта. В этот момент экспансия контакта сменяется коллапсом. Приблизительно в то же время можно наблюдать дальнейший рост максимума плотности рецепторов на ПМ возле того места, куда направлено рециклирование, что отражает возрастание потока рециклирования, которое следует с задержкой за интенсификацией интернализации формированием контакта. Этот рост плотности, однако, далеко отстоит вдоль ПМ от зоны контакта. Происходящий в это время коллапс контакта снижает интернализационный поток, замедляя и затем обращая расширение местной зоны, обедненной рецепторами. Коллапс зоны контакта, однако, опережает задержанный коллапс обедненной зоны, так что коллапс зоны контакта становится практически полным к 20 мин после первого соприкосновения. Вскоре после этого, диффузия с остальной части ПМ стирает зону, обедненную рецепторами, так что плотность рецепторов снова становится повсюду выше критической. Начинается вторичная экспансия контакта, но она весьма ограничена и зона соприкосновения стабилизируется на незначительных 10 дуги через серию слабых дальнейших осцилляций. Мы ожидаем, что коллапс первоначального широкого контакта должен был бы исключить клетку из популяции конъюгированных клеток в опытах, включающих химическую фиксацию, сопровождающуюся перемешиванием и заменой среды [5], поскольку такая степень коллапса должна по идее сделать контакт физически весьма слабым. Мы также оцениваем ограниченную степень вторичной экспансии как такую, какая сделала бы невозможным ее обнаружение в исследованиях на живых клетках [5]. Поведение теоретической модели в настоящем режиме может быть поэтому названо кратковременным установлением контакта. Таким образом, новые результаты моделирования показывают, что селективная стабилизация контакта в зависимости от полярности рециклирования может быть объяснена, если включить в расмотрение динамику опосредованного ТКР контакта и ее взаимодействие с рециклированием.
  1   2   3   4

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

С. Н. Архипов и И. В. Малый Кафедра вычислительной биологии, медицинский факультет, Университет Питтсбурга, г. Питтсбург, штат Пенсильвания, США iconБиофизические механизмы метода грв биоэлектрографии
Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики; 2 Университет «Холос», Фэйрвью, Миссури,...

С. Н. Архипов и И. В. Малый Кафедра вычислительной биологии, медицинский факультет, Университет Питтсбурга, г. Питтсбург, штат Пенсильвания, США iconФгбоу впо московский государственный университет
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, биологический факультет, кафедра энтомологии

С. Н. Архипов и И. В. Малый Кафедра вычислительной биологии, медицинский факультет, Университет Питтсбурга, г. Питтсбург, штат Пенсильвания, США iconМесто в рейтинге вузов qs. Место в рейтинге вузов по специальностям qs
Один из самых известных университетов США и всего мира, находится в городе Кембридж, штат Массачусетс. Гарвард — старейший из университетов...

С. Н. Архипов и И. В. Малый Кафедра вычислительной биологии, медицинский факультет, Университет Питтсбурга, г. Питтсбург, штат Пенсильвания, США iconСтатьи (жирным шрифтом)
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, физический факультет, кафедра общей физики. Россия,119991, Москва,...

С. Н. Архипов и И. В. Малый Кафедра вычислительной биологии, медицинский факультет, Университет Питтсбурга, г. Питтсбург, штат Пенсильвания, США iconМосковский Государственный Университет им. М. В. Ломоносова Факультет...
Изложение проиллюстрировано большим количеством программных примеров. Пособие рекомендуется для студентов, аспирантов и преподавателей...

С. Н. Архипов и И. В. Малый Кафедра вычислительной биологии, медицинский факультет, Университет Питтсбурга, г. Питтсбург, штат Пенсильвания, США iconКазанский Государственный Университет Филологический факультет, кафедра...
Примечательно также, что работы, выполненные на материале английского языка, занимают доминирующее положение в общем объеме исследований,...

С. Н. Архипов и И. В. Малый Кафедра вычислительной биологии, медицинский факультет, Университет Питтсбурга, г. Питтсбург, штат Пенсильвания, США iconРоссийской Федерации Волгоградский государственный педагогический...
Сформировавшийся под воздействием идей позитивистской философии, натурализм уподоблял художественное познание научному, прокламировал...

С. Н. Архипов и И. В. Малый Кафедра вычислительной биологии, медицинский факультет, Университет Питтсбурга, г. Питтсбург, штат Пенсильвания, США iconГосударственное образовательное учреждение высшего профессионального...
Воспитательный потенциал курса литературы связан с особой возможностью формировать систему нравственных ценностей, углублять интеллектуальную,...

С. Н. Архипов и И. В. Малый Кафедра вычислительной биологии, медицинский факультет, Университет Питтсбурга, г. Питтсбург, штат Пенсильвания, США iconРоссийский университет театрального искусства —гитис театроведческий факультет
На театроведческий факультет принимаются лица путем конкурсного отбора, имеющие среднее образование и успешно сдавшие вступительные...

С. Н. Архипов и И. В. Малый Кафедра вычислительной биологии, медицинский факультет, Университет Питтсбурга, г. Питтсбург, штат Пенсильвания, США iconФакультет вычислительной математики и кибернетики Лаборатория вычислительных комплексов
«Разработка и исследование эффективности алгоритма формирования содержимого учебных курсов»

Литература


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
literature-edu.ru
Поиск на сайте

Главная страница  Литература  Доклады  Рефераты  Курсовая работа  Лекции