Published January 12, 2024
| Version v1
Publication
Analytic solutions for the circadian oscillator characterize cycle dynamics and its robustness
Creators
Contributors
Others:
- Biological control of artificial ecosystems (BIOCORE) ; Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM) ; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV) ; Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV) ; Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement (INRAE)
- Modélisation et commande de systèmes biologiques et écologiques (MACBES) ; Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM) ; Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut de pharmacologie moléculaire et cellulaire (IPMC) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA)-Institut Sophia Agrobiotech (ISA) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement (INRAE)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l'Agriculture, l'Alimentation et l'Environnement (INRAE)
- ANR-22-CE45-0012,InSync,Couplage intercellulaire et synchronisation entre les horloges circadiennes périphériques(2022)
Description
Circadian clocks form a fundamental mechanism that promotes the correct behavior of many cellular and molecular processes by synchronizing them on a 24 hour period. However, the circadian cycles remain difficult to describe mathematically. To overcome this problem, we first propose a segmentation of the circadian cycle into eight stages based on the levels of expression of the core clock components CLOCK:BMAL1, REV-ERB and PER:CRY. This cycle segmentation is next characterized through a piecewise linear model, whose analytical study allows us to propose an Algorithm to generate biologically-consistent circadian oscillators. Our study provides a characterization of the cycle dynamics in terms of four fundamental threshold parameters and one scaling parameter, shows robustness of the circadian system and its period, and identifies critical points for correct cycle progression.
Additional details
Identifiers
- URL
- https://hal.science/hal-04391710
- URN
- urn:oai:HAL:hal-04391710v1
Origin repository
- Origin repository
- UNICA