Математическая модель, связывающая Ca$^{2+}$-зависимый сигнальный путь с регуляцией экспрессии генов в клетках скелетной мышцы человека

Адаптация клеток скелетных мышц к регулярным аэробным физическим нагрузкам обеспечивается активацией в них сигнальных путей во время и после каждого упражнения, приводящей к изменению экспрессии огромного количества генов. Несмотря на существующие попытки экспериментально исследовать механизмы регуляции и передачи сигналов при адаптации мышечных клеток к физической нагрузке, количественный вклад отдельных сигнальных молекул в регуляцию экспрессии генов внутриклеточного ответа до сих пор полностью не исследован. В работе представлена разработанная на основе модульного подхода математическая модель активации Ca$^{2+}$-зависимого сигнального пути с последующим изменением экспрессии генов раннего и отложенного ответов на физическую нагрузку в клетках скелетных мышц человека. Численный анализ модели выявил ключевые этапы в пути передачи сигнала и показал необходимость введения в модель параметров, характеризующих синтез и созревание транскрипционных факторов, регулирующих экспрессию генов отложенного ответа для адекватного воспроизведения транскриптомных данных, полученных в экспериментах с участием добровольцев.