4D simulations of a minimal bacterial cell: An integration of theory and experiments

计算生物学 化学 生物
作者
Zaida Luthey‐Schulten
出处
期刊:Biophysical Journal [Elsevier BV]
卷期号:123 (3): 309a-309a
标识
DOI:10.1016/j.bpj.2023.11.1907
摘要

We present a whole-cell kinetic model (4D-WCM) of JCVI-syn3A, a minimal cell with a reduced genome of 493 genes that has retained few regulatory proteins or small RNAs. Cryo-electron tomograms provide the cell geometry and ribosome distributions, and from 3C maps an ensemble of DNA conformations. Time-dependent behaviors of concentrations and reaction fluxes from hybrid stochastic-deterministic simulations over a cell cycle reveal how the cell balances demands of its metabolism, genetic information processes, and growth, and offer insight into the principles of life for this minimal cell. Imaging of cells with labeled proteins and dyes reveal symmetric cell division, and on this basis we investigate the metabolic and genetic information processes accompanying growth and division. Using a newly developed polymer DNA model and treating the morphological changes in the membrane through a Helfrich Hamiltonian, we follow DNA replication, transcription, and translation processes over the cell cycle. The energy economy of each cellular process including active transport of amino acids, nucleosides, and ions is analyzed. Integration of experimental data and validation of the DNA polymer model by Martini/Gromacs MD simulations are critical steps in building the 4D-WCM model of a growing minimal bacterial cell.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
斯文败类应助anna采纳,获得10
1秒前
2秒前
默默的惜灵完成签到 ,获得积分10
2秒前
22发布了新的文献求助10
2秒前
Lucas应助pomfret采纳,获得10
4秒前
5秒前
5秒前
科目三应助娇气的天亦采纳,获得10
6秒前
JiangHan发布了新的文献求助10
6秒前
8秒前
GGBOND发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
黄振全发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
Lu发布了新的文献求助10
11秒前
苯氮小羊发布了新的文献求助10
11秒前
hugdoggy发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
英姑应助shawn采纳,获得10
16秒前
完美世界应助22采纳,获得10
16秒前
Hululu完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
精美礼物发布了新的文献求助30
18秒前
anna发布了新的文献求助10
18秒前
GGBOND发布了新的文献求助10
23秒前
pomfret完成签到,获得积分10
23秒前
从容甜瓜完成签到 ,获得积分10
25秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
25秒前
26秒前
27秒前
桐桐应助Lu采纳,获得10
28秒前
YWang发布了新的文献求助10
30秒前
han应助归华采纳,获得10
31秒前
31秒前
SYLH应助zly采纳,获得30
34秒前
完美世界应助娇气的天亦采纳,获得10
36秒前
38秒前
41秒前
科目三应助彭栋采纳,获得10
43秒前
方文浩发布了新的文献求助10
43秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
‘Unruly’ Children: Historical Fieldnotes and Learning Morality in a Taiwan Village (New Departures in Anthropology) 400
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 350
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3989115
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3531367
关于积分的说明 11253688
捐赠科研通 3269986
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1804868
邀请新用户注册赠送积分活动 882078
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 809105