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Lac Operon Boolean Models: Dynamical Robustness and Alternative Improvements
Indexado
WoS WOS:000645324300001
Scopus SCOPUS_ID:85102921922
DOI 10.3390/MATH9060600
Año 2021
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



In Veliz-Cuba and Stigler 2011, Boolean models were proposed for the lac operon in Escherichia coli capable of reproducing the operon being OFF, ON and bistable for three (low, medium and high) and two (low and high) parameters, representing the concentration ranges of lactose and glucose, respectively. Of these 6 possible combinations of parameters, 5 produce results that match with the biological experiments of Ozbudak et al., 2004. In the remaining one, the models predict the operon being OFF while biological experiments show a bistable behavior. In this paper, we first explore the robustness of two such models in the sense of how much its attractors change against any deterministic update schedule. We prove mathematically that, in cases where there is no bistability, all the dynamics in both models lack limit cycles while, when bistability appears, one model presents 30% of its dynamics with limit cycles while the other only 23%. Secondly, we propose two alternative improvements consisting of biologically supported modifications; one in which both models match with Ozbudak et al., 2004 in all 6 combinations of parameters and, the other one, where we increase the number of parameters to 9, matching in all these cases with the biological experiments of Ozbudak et al., 2004.

Revista



Revista ISSN
Mathematics 2227-7390

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Disciplinas de Investigación



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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Montalva-Medel, Marco Hombre Universidad Adolfo Ibáñez - Chile
2 LEDGER-HERMOSILLA, THOMAS WARWICK Hombre Universidad Adolfo Ibáñez - Chile
Centro de Ecología Aplicada y Sustentabilidad - Chile
Centro de Ecología Aplicada y Sustentabilidad (CAPES) - Chile
3 RUZ-HEREDIA, GONZALO ANDRES Hombre Universidad Adolfo Ibáñez - Chile
Centro de Ecología Aplicada y Sustentabilidad - Chile
Centro de Ecología Aplicada y Sustentabilidad (CAPES) - Chile
4 GOLES-CHACC, ERIC ANTONIO Hombre Universidad Adolfo Ibáñez - Chile

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Financiamiento



Fuente
STIC-AmSud
ANID
ANID Fondecyt
ANID PIA/BASAL
STIC-AmSud CoDANet project

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Agradecimientos



Agradecimiento
This research was partially funded by STIC-AmSud CoDANet project 19-STIC-03 (M.M.-M., E.G.), ANID FONDECYT grant number 1200006 (E.G.), ANID FONDECYT grant number 1180706 (G.A.R.), and ANID PIA/BASAL FB0002 (T.L.).
Funding: This research was partially funded by STIC-AmSud CoDANet project 19-STIC-03 (M.M-M, E.G), ANID FONDECYT grant number 1200006 (E.G), ANID FONDECYT grant number 1180706 (G.A.R), and ANID PIA/BASAL FB0002 (T.L.).

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