Francis J. Doyle III
Department of Chemical Engineering Biomolecular Science and Engineering Program Institute for Collaborative Biotechnologies UC, Santa Barbara
Synchronization of Noisy Circadian Oscillators Francis J. Doyle III - - PowerPoint PPT Presentation
Synchronization of Noisy Circadian Oscillators Francis J. Doyle III Department of Chemical Engineering Biomolecular Science and Engineering Program Institute for Collaborative Biotechnologies UC, Santa Barbara Workshop on Uncertain Dynamical
Department of Chemical Engineering Biomolecular Science and Engineering Program Institute for Collaborative Biotechnologies UC, Santa Barbara
Locomotor activity Sleep/wake Circadian food intake pattern Metabolism Hormones Blood pressure
Duez et al. J Appl Physiol (2004) Duez et al. Arterioscler Thromb Vac Biol (2010)
[adapted from Herzog, 2007]
Dissociated Cry2 -/- SCN Neurons Dissociated Cry1 -/- SCN Neurons
E-BOX Per1, Per2, Rev-erbα
CLK BMAL1 PER CRY
RORE Clk, Bmal1 E-BOX RORE Cry1, Cry2, Rorc
CLK BMAL1 PER CRY RORc RORc REV-ERBα REV-ERBα
per1 cry2 cry1 per2 per1 mRNA per2 mRNA cry1 mRNA cry2 mRNA PER1 PER2 CRY1 CRY2 PER 2:CRY1 PER 2:CRY2 PER 1:CRY1 PER 1:CRY2 bmal1 bmal1 mRNA rev-erba mRNA rev- erba REV-ERBA BMAL1 rorC rorC mRNA RORc clk clk mRNA CLK:BMAL1 per1 cry2 cry1 per2 per1 mRNA per2 mRNA cry1 mRNA cry2 mRNA PER1 PER2 CRY1 CRY2 PER 2:CRY1 PER 2:CRY2 PER 1:CRY1 PER 1:CRY2 bmal 1 bmal1 mRNA rev-erba mRNA rev- erba REV-ERBA BMAL1 rorC rorC mRNA RORc clk clk mRNA CLK:BMAL1 per1 cry2 cry1 per2 per1 mRNA per2 mRNA cry1 mRNA cry2 mRNA PER1 PER2 CRY1 CRY2 PER 2:CRY1 PER 2:CRY2 PER 1:CRY1 PER 1:CRY2 bmal 1 bmal1 mRNA rev-erba mRNA rev- erba REV-ERBA BMAL1 rorC rorC mRNA RORc clk clk mRNA CLK:BMAL1 Per1 Cry2 Cry1 Per2 per1 mRNA Per2 mRNA Cry1 mRNA Cry2 mRNA PER1 PER2 CRY1 CRY2 PER 2:CRY1 PER 2:CRY2 PER 1:CRY1 PER 1:CRY2 Bmal1 Bmal1 mRNA Rev-erba mRNA Rev-erbα REV-ERBα BMAL1 Rorc rorC mRNA RORc Clk Clk mRNA CLK CLK:BMAL1
CLOCK ¡ BMAL1 ¡ BMAL1 ¡ PE-‑BOX ¡ PE-‑BOX ¡ Per1 ¡& ¡2 ¡ Cry1 ¡& ¡2 ¡ PER1 ¡&2 ¡ CRY1 ¡& ¡2 ¡ VIP ¡ CRY1 ¡& ¡2 ¡ PER1 ¡&2 ¡
Test hypotheses In silico clinical trials Refine design of experiment Probe for understanding Determine best control input
CLOCK ¡ BMAL1 ¡ BMAL1 ¡ PE-‑BOX ¡ PE-‑BOX ¡ Per1 ¡& ¡2 ¡ Cry1 ¡& ¡2 ¡ PER1 ¡&2 ¡ CRY1 ¡& ¡2 ¡ VIP ¡ CRY1 ¡& ¡2 ¡ PER1 ¡&2 ¡
S ¡ S ¡ S ¡ S ¡ S ¡ S ¡ S ¡ S ¡ S ¡ S ¡ S ¡
GPS provides reference
Sensors
S ¡ S ¡ S ¡ S ¡ S ¡ S ¡ S ¡ S ¡ S ¡ S ¡ S ¡
Sensors
Range improvement via beamforming
S ¡ S ¡ S ¡ S ¡ S ¡ S ¡ S ¡ S ¡ S ¡ S ¡ S ¡
Sensors
S ¡ S ¡ S ¡ S ¡ S ¡
Information dissemination and distributed storage
Timing and Phase Synchronization in Wireless Networks
Global Local
communications
Master (global)- slave (local) architecture
wyqthu@gmail.com
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30
Insights into robust yet fragile
Role of intercellular coupling in
Robust timekeeping performance