ИСТИНА

Адаптация микроводорослей к стрессовым условиям, вызванным минеральным голоданием, часто сопровождается активацией таких процессов, как накопление липидов или выделение водорода. Изучение процессов адаптации представляет интерес как для понимания основных механизмов клеточного ответа на стресс, так и для разработки оптимальной стратегии получения биотоплива. Для изучения процессов адаптации клеток к минеральному стрессу была разработана иерархическая математическая модель, которая сочетает в себе центральные метаболические пути, фотосинтетическую и дыхательную цепи переноса электронов в клетке микроводорослей. Центральные метаболические пути, включая гликолиз, цикл Кельвина-Бенсона и цикл Кребса, были описаны в соответствии с формализмом потоковых моделей. Модель первичных процессов фотосинтеза описывалась системой дифференциальных уравнений. NAD(P)H рассматривался как ключевой метаболит, который связывал метаболические пути и фотосинтетическую цепь переноса электронов. В качестве входных данных для потоковой модели мы использовали экспериментальные данные о накоплении крахмала и активности Rubisco и фотосистемы II в клетках Chlamydomonas reinhardtii, растущих в условиях голодания по сере. Объединенная иерархическая модель позволила получить серию распределений потоков центральных метаболических путей на разных стадиях роста культуры. Модель выявила связь между инактивацией фотосистемы II, перенаправлением анаболических путей на катаболические, активацией хлородыхания и образованием водорода на разных стадиях серного голодания. Работа выполнена при частичной поддержке РФФИ, проект №17-04-00676.