研究退行性衰老中线粒体动力学和功能障碍的多方法计算模拟方法

生物老年学的研究主要集中在线粒体功能障碍与生物衰老之间的复杂关系上。特别是线粒体自由基衰老理论(MFRTA)已被广泛接受。然而,最近的研究对这一理论提出了挑战,这些研究表明,活性氧(ROS)的最小增加在自然界并不完全有害,在适当的细胞环境下甚至是有益的。为了在功能系统的背景下评估这些重要和非直觉的观察,我们采取了一种硅方法,通过包括其他关键的线粒体应激反应途径来扩大MFRTA的重点,就像在线虫秀丽隐杆线虫中观察到的那样。这些包括线粒体未展开蛋白反应(UPR))、线粒体生物发生和自噬动力学、相关的DAF-16和SKN-1轴、NAD+端依赖脱乙酰酶的活动。

为了整合这些途径,我们开发了一个多层次的混合建模范式,包含了逻辑推导的常微分方程随机系统动力学环境中的基于agent的元素,以模拟能量需求细胞群体中的衰老线粒体表型。模拟实验可以准确预测伴随正常衰老的生理参数,如NAD和NAD的下降+ATP和ROS的增加。此外,使用各种药理学(如雷帕霉素、pterostilbene、百草枯)和遗传学(如skn-1、daf-16、sod-2)方案来定量特定机制靶点的时间变化,实际上对硅系统进行了干扰,支持深入了解衰老的分子决定因素,以及可能改善神经或肌肉健康跨度的细胞保护剂。

兴趣老化机制与计算模拟方法的集成

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