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Background and Environment Affect Phenotype02:27

Background and Environment Affect Phenotype

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Although the genetic makeup of an organism plays a major role in determining the phenotype, there are also several environmental factors, such as temperature, oxygen availability, presence of mutagens, that can alter an organism’s phenotype.
An example of how genetic background affects phenotype can be seen in horses. The Extension gene in horses is responsible for their coat color. A wild-type gene (EE) produces black pigment in the coat, while a mutant gene (ee) produces red pigment. A...
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Genetic Screens02:46

Genetic Screens

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Genetic screens are tools used to identify genes and mutations responsible for phenotypes of interest. Genetic screens help identify individuals or a group of people at risk of developing  genetic diseases and help them with early intervention, targeted therapy, and reproductive options.
Forward genetic screens
Forward or “classical” genetic screens involve creating random mutations in an organism’s DNA using radiation, mutagens, or insertion of additional bases, which...
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Mechanistic Models: Compartment Models in Individual and Population Analysis

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Mechanistic models are utilized in individual analysis using single-source data, but imperfections arise due to data collection errors, preventing perfect prediction of observed data. The mathematical equation involves known values (Xi), observed concentrations (Ci), measurement errors (εi), model parameters (ϕj), and the related function (ƒi) for i number of values. Different least-squares metrics quantify differences between predicted and observed values. The ordinary least...
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  • 1Graduate Program in Biophysics, Stanford University, Stanford, CA 94305, USA.

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|July 24, 2012
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まとめ

研究者は,すべての分子成分と相互作用を統合したMycoplasma genitaliumの全細胞コンピューティングモデルを作成しました. このモデルは,複雑な現象型を理解し,生物学的発見を促進します.

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科学分野:

  • 計算生物学とは,計算生物学である.
  • システム生物学 システム生物学
  • 微生物学 微生物学とは

背景:

  • 分子相互作用から複雑な現象型を理解することは,主要な生物学的課題です.
  • 計算によるアプローチは,細胞のプロセスをモデル化するための強力なツールを提供します.

研究 の 目的:

  • ヒトの病原体Mycoplasma genitaliumの包括的な全細胞計算モデルを開発する.
  • すべての分子成分とその相互作用を単一のモデルに統合する.
  • このモデルを使用して,細胞の行動に関する洞察を得て,生物学的発見を促進します.

主な方法:

  • 統合的数学モデリングのアプローチが採用されました.
  • 様々な数学的テクニックを組み合わせて,異なる細胞プロセスと実験データを取り入れました.
  • このモデルは,Mycoplasma genitalium.のすべての注釈された遺伝子機能を説明しています.

主要な成果:

  • 細胞全体のモデルは,Mycoplasma genitaliumのライフサイクルをシミュレートすることに成功した.
  • モデルの検証は,幅広い実験データに対して行われました.
  • このモデルは,in vivo タンパク質-DNA アソシエーション率など,これまで観察されなかった細胞の行動を示した.
  • DNA複製の開始と複製の持続時間との間の逆関係が特定されました.

結論:

  • 包括的な全細胞モデルは,生物学的発見のための貴重なツールです.
  • 開発されたモデルは,細胞メカニズムに関する洞察を提供し,新しい生物学的機能を予測します.
  • モデル予測による実験分析により,新しい運動パラメータと生物学的機能が特定されました.