Preview

Вестник Донского государственного технического университета

Расширенный поиск

Стохастическое имитационное моделирование механизмов укорочения теломер клеток в процессах старения и развития патологических отклонений

https://doi.org/10.12737/3509

Полный текст:

Аннотация

Рассматриваются вопросы применения стохастического имитационного моделирования к описанию и иссл едованию механизмов укорочения концевых структур ДНК — теломер. Целью настоящей работы является исследов а ние на основе стохастического и имитационного мод елирования протекающих в клетк ах явлений , которые приводят к уменьшению длины теломер и, как следствие, к снижению пролиферативного потенци ала и возникновению патологий, в том числе онкологических. М атематическ ая модел ь описывается в сем имартингальных терминах. Анализ резул ь татов модел ирова ния ос нован на сопоставлени и со статистическими данными биологических экспериментов. Построенные распределения клеток по длинам их теломер соп оставлялись с экспериментальными данными, полученны ми на культурах фибробластов человека с использ ованием мет рики Леви — Прохорова. Результаты работы могут найти применение в медико - биологических и сследованиях старения и возникновения различных патологий, а также при решении ряда вопросов в обл а сти геронтол о гии.

Об авторах

Александр Александрович Бутов
Ульяновский государственный университет, Россия
Россия


Михаил Андреевич Карев
Ульяновский государственный университет, Россия
Россия


Сергей Александрович Хрусталёв
Ульяновский государственный университет, Россия
Россия


Список литературы

1. Blackburn, E.-H. Telomeres and telomerase: their mechanisms of action and the effects of altering their functions / E.-H. Blackburn // FEBS Letters. — 2005. — Vol. 579. — Pp. 859‒862.

2. Blasco, M.-A. Telomere length, stem cells and aging / M.-A. Blasco // Nature Chemical Biology. — 2007. — Vol. 3. — Pp. 640‒649.

3. Proteins induced by telomere dysfunction and DNA damage represent biomarkers of human aging and disease / H. Jiang [et al.] // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 2008. — Vol. 105. — Pp. 11299‒11304.

4. Sex hormones, acting on the TERT gene, increase telomerase activity in human primary hematopoietic cells / R.-T. Calado [et al.] // Blood. — 2009. — Vol. 114. — Pp. 2236‒2243.

5. Calado, R.-T. Telomere Diseases / R.-T. Calado, N.-S. Young // The New England Journal of Medicine. — 2009. — Vol. 361. — P. 2353‒2365.

6. Proctor, C.-J. Modelling telomere shortening and the role of oxidative stress / C.-J. Proctor, T.-B.-L. Kirkwood // Mechanisms of Ageing and Development. — 2002. — Vol. 123. — Pp. 351‒363.

7. Sozou, P.-D. A stochastic model of cell replicative senescence based on telomere shortening, oxidative stress, and somatic mutations in nuclear and mitochondrial DNA / P.-D. Sozou, T.-B.-L. Kirkwood // Journal of Theoretical Biology. — 2001. — Vol. 213. — Pp. 573‒586.

8. Rubelj, I. Stochastic mechanism of cellular aging — abrupt telomere shortening as a model for stochastic nature of cellular aging / I. Rubelj, Z. Vondracek // Journal of Theoretical Biology. — 1999. — Vol. 197. — Pp. 425‒438.

9. Wein, L.-M. Estimation of replicative senescence via a population dynamics model of cells in culture / L.-M. Wein, J.-T. Wu // Experimental Gerontology. — 2001. — Vol. 36. — Pp. 79‒88.

10. Arino, O. Mathematical modeling of the loss of telomere sequences / O. Arino, M. Kimmel, G.-F. Webb // Journal of Theoretical Biology. — 1995. — Vol. 177. — Pp. 45‒57.

11. Tan, Z. Simulated shortening of proliferation-restricting telomeres during clonal proliferation and senescence of human cells / Z. Tan // Experimental Gerontology. — 2001. — Vol. 36. — Pp. 89‒97.

12. Zglinicki, T. Stress, DNA damage and ageing — an integrative approach / T. Zglinicki, A. Burkle, T.-B.-L. Kirkwood // Experimental Gerontology. — 2001. — Vol. 36. — Pp. 1049‒1062.

13. Blagoev, K. B. Telomere exchange and asymmetric segregation of chromosomes can account for the unlimited proliferative potential of ALT cell populations / K. B. Blagoev, E. H. Goodwin // DNA Repair. — 2008. — Vol. 7. — Pp. 199‒204.

14. Qi, Q. Mathematical modelling of telomere Dynamics / Q. Qi // Thesis submitted to The University of Nottingham for the degree of Doctor of Philosophy. — Nottingham, 2011. — 210 p.

15. Grasman, J. Stochastic modelling of length dependent telomere shortening in Corvus monedula / J. Grasman, H.-M. Salomons, S. Verhulst // Journal of Theoretical Biology. — 2011. — Vol. 282. — Pp. 1‒6.

16. Kapitanov, G. A. Mathematical Model of Cancer Stem Cell Lineage Population Dynamics with Mutation Accumulation and Telomere Length Hierarchies / G. A. Kapitanov // Mathematical Modelling of Natural Phenomena. — 2012. — Vol. 7. — Pp. 136‒165.

17. Tchirkov, A. Role of oxidative stress in telomere shortening in cultured fibroblasts from normal individuals and patients with ataxia-elangiectasia / A. Tchirkov, P. M. Lansdorp // Human Molecular Genetics. — 2003. — Vol. 12. — Pp. 227‒232.

18. Accumulation of short telomeres in human fibroblasts prior to replicative senescence / U.-M. Martens [et al.] // Experimental Cell Research. — 2000. — Vol. 256. — Pp. 291‒299.


Для цитирования:


Бутов А.А., Карев М.А., Хрусталёв С.А. Стохастическое имитационное моделирование механизмов укорочения теломер клеток в процессах старения и развития патологических отклонений. Вестник Донского государственного технического университета. 2014;14(1):98-109. https://doi.org/10.12737/3509

For citation:


Butov A.A., Karev M.A., Khrustalev S.A. STOCHASTIC SIMULATION MODELING OF CELL TELOMERE SHORTENING MECHANISMS IN AGEING AND DISTURBANCE DEVELOPMENT PROCESSES. Vestnik of Don State Technical University. 2014;14(1):98-109. (In Russ.) https://doi.org/10.12737/3509

Просмотров: 73


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1992-5980 (Print)
ISSN 1992-6006 (Online)