Importance of metabolic coupling for the dynamics of gene expression following a diauxic shift in E. coli - Inria - Institut national de recherche en sciences et technologies du numérique Access content directly
Reports (Research Report) Year : 2011

Importance of metabolic coupling for the dynamics of gene expression following a diauxic shift in E. coli

Abstract

Gene regulatory networks consist of direct interactions, but also include indirect interactions mediated by metabolism. We investigate to which extent these indirect interactions arising from metabolic coupling influence the dynamics of the system. To this end, we build a qualitative model of the gene regulatory network controlling carbon assimilation in E. coli, and use this model to study the changes in gene expression following a diauxic shift from glucose to acetate. In particular, we compare the steady-state concentrations of enzymes and transcription regulators during growth on glucose and acetate, as well as the dynamic response of gene expression to the exhaustion of glucose and the subsequent assimilation of acetate. We find significant differences between the dynamics of the system in the absence and presence of metabolic coupling. This shows that interactions arising from metabolic coupling cannot be ignored when studying the dynamics of gene regulatory networks.
Les réseaux de régulation géniques sont composés d'interactions directes, mais incluent aussi des interactions indirectes dues au couplage avec le métabolisme. Nous étudions dans quelle mesure ces interactions indirectes influencent la dynamique du système. Dans ce but, nous avons construit un modèle qualitatif du réseau de régulation génique contrôlant l'assimilation du carbone chez E. coli et nous utilisons ce modèle pour étudier la réponse génique lors d'une diauxie glucose-acetate. Plus précisément, nous comparons les concentrations à l'état stationnaire des enzymes et des régulateurs globaux lors d'une croissance sur glucose et sur acetate, ainsi que la dynamique de l'expression de gènes suite à l'épuisement du glucose. Nous trouvons des différences significatives entre la dynamique prédite en absence et en présence des interactions indirectes. Nos résultats montrent que les interactions dues au couplage avec le métabolisme doivent être prises en compte quand on s'intéresse à la dynamique de réseaux de régulation géniques.
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Dates and versions

inria-00593109 , version 1 (13-05-2011)

Identifiers

  • HAL Id : inria-00593109 , version 1
  • PRODINRA : 317603

Cite

Valentina Baldazzi, Delphine Ropers, Johannes Geiselmann, Daniel Kahn, Hidde de Jong. Importance of metabolic coupling for the dynamics of gene expression following a diauxic shift in E. coli. [Research Report] RR-7617, INRIA. 2011. ⟨inria-00593109⟩
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