edoc-Server der Humboldt-Universität zu Berlin

Dissertation

Autor(en): Clemens Kühn
Titel: Modeling and analysis of yeast osmoadaptation in cellular context
Gutachter: Edda Klipp; Hermann-Georg Holzhütter; Markus Tamás
Erscheinungsdatum: 13.01.2011
Volltext: pdf (urn:nbn:de:kobv:11-100183286)
Fachgebiet(e): Biowissenschaften, Biologie
Schlagwörter (ger): Systembiologie, Hefe, Osmoadaptation, Glycolyse, ODE Model, Sensitivität, regelbasierte Modellierung
Schlagwörter (eng): sensitivity, systems biology, yeast, osmoadaptation, glycolysis, ODE model, rule based model
Einrichtung: Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I
Lizenz: Namensnennung - Keine kommerzielle Nutzung - Keine Bearbeitung (CC BY NC ND)
Zitationshinweis: Kühn, Clemens: Modeling and analysis of yeast osmoadaptation in cellular context; Dissertation, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I , publiziert am 13.01.2011, urn:nbn:de:kobv:11-100183286
Metadatenexport: Um den gesamten Metadatensatz im Endnote- oder Bibtex-Format zu speichern, klicken Sie bitte auf den entsprechenden Link. Endnote   Bibtex  
print on demand: Wenn Sie auf dieses Icon klicken, können Sie ein Druckexemplar dieser Publikation bestellen.
Diese Seite taggen: Diese Icons führen auf so genannte Social-Bookmark-Systeme, auf denen Sie Lesezeichen anlegen, persönliche Tags vergeben und Lesezeichen anderer Nutzer ansehen können.
  • connotea
  • del.icio.us
  • Furl
  • RawSugar

Abstract (ger):
Mathematische Modellierung ist ein wichtiges Werkzeug biologischer Forschung geworden, was sich in der Entstehung von Systembiologie widerspiegelt. Eine erfolgreiche Anwendung mathematischer Methoden auf biologische Fragen erfordert die Zusammenarbeit zwischen experimentell und theoretisch arbeitenden Wissenschaftlern, auch um sicherzustellen, dass die Biologie im Modell adäquat dargestellt wird. Ich präsentiere hier zwei Untersuchungen zur Anpassung von Saccharomyces cere- visae an hyperosmotische Bedingungen: Eine biologisch detailgetreue Beschreibung der Signaltransduktion zur Aktivierung von Hog1 und ein Model, das Anpassung an osmotischen Stress in zellulärem Zusammenhang beschreibt. Die Studie zur Osmoadaptation in zellulären Kontext impliziert, dass Hog1 und Fps1, zwei wichtige Bausteine dieses Adaptationsvorgangs, miteinander in Wechselwirkung treten und dies zur Anpassung beiträgt. Dieses Ergebnis wird durch die Integration verschiedener Hefestämme mit zum Teil gegensätzlich wirkenden Mutationen ermöglicht. Diese Studie offenbart des weiteren, dass die Rolle von Glycerol in der langfristigen Anpassung bisher überschätzt wurde. Die hier präsentierten Ergebnisse zeigen, dass Glycerol als ’Not’-Osmolyt eingesetzt wird und andere Stoffe, z.B. Trehalose, erheblich zu dauerhafter Osmoadaptation beitragen. Durch die Betrachtung des Zustands mehrerer zellulärer Mechansimen wird deutlich, dass Osmoadaptation stark vom Kontext abhängig ist und nicht perfekt ist. Der Preis schlägt sich in langsamerem Wachstum nieder. Zeitabhängige Sensitivitätsanalyse des Modells untermauert diese Hypothese. Die gewählte Perspektive ermöglicht die Betrachtung von intrazellulären Signaltransduktionskomponenten, Metaboliten und des Wachstums. Der Vergleich mit einer Studie, die Anpassung an osmotischen Stress als perfekte Adaptation auf Grund eines vereinfachten Modells beschreibt, hebt die Rolle der gewählten Perspektive zum Verständnis biologischer Systeme hervor.
Abstract (eng):
Mathematical modeling has become an important tool in biology, reflected in the emergence of systems biology. Successful application of mathematical methods to biological questions requires collaboration of experimental and theoretical scientists to identify and study the problem at hand and to ensure that biology and model match. In this thesis, I present two studies on adaptation to hyperosmotic conditions in the yeast Saccharomyces cerevisae: A biologically faithful description of the signaling pathways activating Hog1 and a model integrating the effects of Hog1-activity and cellular metabolism, describing osmoadaptation in cellular context. The study of osmoadaptation in cellular context suggests that Hog1 and Fps1, two crucial components of adaptation, interact upon hyperosmotic stress. This finding is facilitated by incorporating multiple strains with mutations leading to partly oppositional phenotypes. This study further reveals that the role of glycerol in long term adaptation has been overestimated so far. According to the results presented here, glycerol is utilized as an ’emergency’ osmoprotectant and other compounds, e.g. trehalose, contribute significantly to osmoadaptation. Accounting for the state of multiple cellular mechanisms (Hog1-activity, glycolysis, growth) shows that adaptation to hyperosmotic stress and the impact of the individual mechanisms of adaptation is context dependent and that adaptation to sustained osmostress is not perfect, the expense reflected in a reduced growth rate in hyperosmotic medium. Time-dependent sensitivity analysis supports the notion of context. The perspective chosen allows observations on intracellular signaling components, metabolites and growth speed. Comparison with a study that describes osmoadaptation as perfect adaptation highlights the role of this perspective for the conclusions drawn, thus emphasizing the importance of an integrative perspective for understanding biological systems.
Zugriffsstatistik: Die Daten für die Zugriffsstatistik der einzelnen Dokumente wurden aus den durch AWStats aggregierten Webserver-Logs erstellt. Sie beziehen sich auf den monatlichen Zugriff auf den Volltext sowie auf die Startseite. Die Zugriffsstatistik wird nicht standardisiert erfasst und kann maschinelle Zugriffe enthalten.
 
Bei Formatversionen eines Dokuments, die aus mehreren Dateien bestehen (insbesondere HTML), wird jeweils der monatlich höchste Zugriffswert auf eine der Dateien (Kapitel) des Dokuments angezeigt.
 
Um die detaillierten Zugriffszahlen zu sehen, fahren Sie bitte mit dem Mauszeiger über die einzelnen Balken des Diagramms.
Startseite: 4 Zugriffe PDF: 16 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 7 Zugriffe Startseite: 7 Zugriffe PDF: 23 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 14 Zugriffe Startseite: 5 Zugriffe PDF: 14 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 10 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 12 Zugriffe PDF: 11 Zugriffe PDF: 12 Zugriffe PDF: 12 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 6 Zugriffe PDF: 8 Zugriffe PDF: 7 Zugriffe PDF: 23 Zugriffe PDF: 21 Zugriffe PDF: 9 Zugriffe Startseite: 3 Zugriffe PDF: 27 Zugriffe Startseite: 3 Zugriffe PDF: 32 Zugriffe PDF: 32 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 36 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 36 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 20 Zugriffe Startseite: 5 Zugriffe PDF: 24 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 25 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 39 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 25 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 17 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 30 Zugriffe PDF: 38 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 22 Zugriffe Startseite: 4 Zugriffe PDF: 35 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 19 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 32 Zugriffe Startseite: 1 Zugriffe PDF: 21 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 19 Zugriffe Startseite: 3 Zugriffe PDF: 26 Zugriffe Startseite: 2 Zugriffe PDF: 37 Zugriffe
Jul
11
Aug
11
Sep
11
Oct
11
Nov
11
Dec
11
Feb
12
Apr
12
May
12
Jun
12
Jul
12
Aug
12
Sep
12
Oct
12
Nov
12
Dec
12
Jan
13
Feb
13
Mar
13
Apr
13
May
13
Jun
13
Jul
13
Aug
13
Sep
13
Oct
13
Nov
13
Dec
13
Jan
14
Feb
14
Mar
14
Apr
14
May
14
Jun
14
Jul
14
Aug
14
Sep
14
Monat Jul
11
Aug
11
Sep
11
Oct
11
Nov
11
Dec
11
Feb
12
Apr
12
May
12
Jun
12
Jul
12
Aug
12
Sep
12
Oct
12
Nov
12
Dec
12
Jan
13
Feb
13
Mar
13
Apr
13
May
13
Jun
13
Jul
13
Aug
13
Sep
13
Oct
13
Nov
13
Dec
13
Jan
14
Feb
14
Mar
14
Apr
14
May
14
Jun
14
Jul
14
Aug
14
Sep
14
Startseite 4 1 7 1 5 1 2       2           3 3   1 1 2 5 1 1 2 1 2   1 4 1 1 1 2 3 2
PDF 16 7 23 14 14 10 12 11 12 12 6 8 7 23 21 9 27 32 32 36 36 20 24 25 39 25 17 30 38 22 35 19 32 21 19 26 37

Gesamtzahl der Zugriffe seit Jul 2011:

  • Startseite – 60 (1.62 pro Monat)
  • PDF – 797 (21.54 pro Monat)
 
 
Generiert am 20.10.2014, 23:32:57