Department of Applied Biotechnology and Food Science (Budapest University of Technology and Economics)
Starting date
2001-01-01
Closing date
2005-12-31
Funding (in million HUF)
2.316
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
Az ötéves kutatás a hasadó élesztő sejtciklusával kapcsolatos kérdésekre irányult. Az alkalmazott vizsgálati eljárások háromfélék voltak: (1) mikroszkópos filmek analízise, (2) matematikai modellezés, (3) modellillesztés statisztikai módszerek segítségével. Az élesztősejtek átmérőjének ciklus alatti vizsgálata során megállapítottuk, hogy az szinte minden esetben állandónak tekinthető ugyan, de a wee1-6 mutánsok tenyészetében néhány sejt jelentősen vastagodik ciklusa során. Utóbbi jelenséget az ezekre a sejtekre egyébként is jellemző spontán diploidizációval magyarázhatjuk. Sikerült kidolgozni a hasadó élesztő mitózisos sejtciklusának egy olyan determinisztikus, differenciálegyenletekből álló matematikai modelljét, amely képes leírni bizonyos mutánsok kísérletesen tapasztalt endoreplikációs ciklusait, más mutánsok esetében pedig a mitózisos katasztrófa jelenségét. A cdc25 vagy a wee1 gént túltermelő törzsek fenotípusát szintén nagy pontossággal tudtuk szimulálni. Modellünknek elkészült egy olyan sztochasztikus változata, amely a szaporodó tenyészet sejtjei közötti különbségeket is figyelembe veszi, hipotézisünk szerint a sejtmag méretének változása révén. Végezetül kidolgoztunk egy statisztikai módszereken alapuló modell szelekciós eljárást, amelynek segítségével eldönthető, hogy egy sejt növekedése exponenciális vagy (bi)lineáris függvénnyel írható-e le.
Results in English
The aim of this five-year long scientific project was to investigate different aspects of the regulation of the fission yeast cell cycle. The applied methods were threefold, namely (i) analysis of microscopic films, (ii) mathematical modelling, and (iii) model fitting to experimental cell length data. (i) By studying cell diameter during whole cycles on time-lapse films, we have found that it is almost exclusively constant. However, in some individual wee1-6 mutant cells, the diameter significantly increased. We hypothesised that this phenomenon is probably connected to spontaneous diploidisation of these cells. (ii) We have developed a deterministic mathematical model of the fission yeast cell cycle, consisting of ordinary differential equations. It is able to describe endoreplication cycles of certain cell cycle mutants, mitotic catastrophe in others, as well as the phenotypes of cells overproducing either the cdc25 or the wee1 gene. A stochastic version of this model describes scattering in cell size and cycle time in a fission yeast population; this is based on differences in nuclear volume among the cells. (iii) We have also developed some statistically aided model selection criteria, which discriminates between exponential and (bi)linear growth patterns of individual cells.
Sveiczer Á; Tyson JJ; Novák B: A stochastic molecular model of the fission yeast cell cycle: role of the nucleocytoplasmic ratio in cycle time regulation, Biophys Chem 92: 1-15, 2001
Sveiczer Á; Novák B: Regularities and irregularities in the cell cycle of the fission yeast, Schizosaccharomyces pombe, Acta Microbiol Immunol Hung 49: 289-304, 2002
Sveiczer Á; Csikász-Nagy A; Tyson JJ; Novák B: A deterministic molecular model of the fission yeast cell cycle (poszter és workshop prezentáció), Yeast 2003. XXIst International Conference on Yeast Genetics and Molecular Biology. Gothenburg, Sweden, 2003
Sveiczer Á: Kvantált sejtciklusok hasadó élesztőgombában, In: Karátson D, Tordai A, Nagy M (ed.) A Magyary Zoltán Posztdoktori Ösztöndíj. Budapest: Gondolat Kiadó. pp. 40-43, 133-135, 2003
Sveiczer Á; Sebők R; Novák B; Mitchison M: Morphogenesis of fission yeast during the mitotic cell cycle, Acta Microbiol Immunol Hung 50: 166-167, 2003
Sveiczer Á; Tyson JJ; Novák B: Modelling the fission yeast cell cycle, Brief Funct Genom Proteom 2: 298-307, 2004
Sveiczer Á; Novák B; Mitchison JM: Size control in growing yeast and mammalian cells, Theor Biol Med Model 1: 12, 2004
Sveiczer Á; Csikász-Nagy A; Tyson JJ; Novák B: A hasadó élesztőgomba mitózisos sejtciklusának matematikai modellezése (poszter), III. Magyar Mikológiai Konferencia. Mátraháza, 2005
Sveiczer Á; Sebők R; Novák B; Mitchison M: A hasadó élesztő morfogenezisének tanulmányozása a mitózisos ciklus során (poszter), A Magyar Mikrobiológiai Társaság 2001. Évi Jubileumi Nagygyűlése. Balatonfüred, 2001
Sveiczer Á; Le Thi QC; Novák B: Developing a mathematical model for the fission yeast cell cycle (poszter), 1st Central European Forum for Microbiology. Keszthely, 2005
Sveiczer Á; Le Thi QC; Novák B: Developing a mathematical model for the fission yeast cell cycle, Acta Microbiol Immunol Hung 52 (Suppl): 145-146, 2005
Le Thi QC; Sveiczer Á; Novák B: Developing a mathematical model for the fission yeast cell cycle: simulating mutants overexpressing either cdc25 or wee1, Per Pol Chem Eng 50: xxx-xxx (elfogadva), 2006
Buchwald P; Sveiczer Á: The time-profile of cell growth in fission yeast: model selection criteria favoring bilinear models over exponential ones, Theor Biol Med Model 3: xxx-xxx (elfogadva), 2006
