個体のフェノタイプと細胞生物学・分子遺伝学的フェノタイプ

個体レベルのフェノタイプ
- 化学毒物の用量反応曲線を考える
  - 投与毒物量と個体レベルのフェノタイプ(発癌箇所数)に関する３つのモデルを考えよう(参考：こちら)
    - 閾値モデル
    - 閾値なしモデル
    - ホルミシス効果モデル
  - ここでのフェノタイプは、「分子レベル・細胞レベルでいろいろあるけど、ブラックボックスでよくわからないけど、『肉眼レベルの癌』の発生箇所数」である
  - ブラックボックスの中を考えたい

x<-seq(from=0,to=10,length=1000)
# threshold model
yt<-x
# thresholod
T<-4
# coefs
at<-1
b<-5

yt<-at*(x-T)+b
yt[which(x<=T)]<-b

# non-threshold model
an<-0.5
yn<-an*x+b

# hormesis model

# ゆがみ係数
k<-0.6
x2<-x^k

# yh=bとなるxの値
t1<-0
t2<-7

t1z<-t1^k
t2z<-t2^k

ah<-1.2
yh<-ah*(x2-t1z)*(x2-t2z)+b


plot(x,yt,ylim=range(c(yt,yn,yh)),type="l")
par(new=TRUE)
plot(x,yn,ylim=range(c(yt,yn,yh)),type="l",col=2)
par(new=TRUE)
plot(x,yh,ylim=range(c(yt,yn,yh)),type="l",col=3)

細胞レベルのフェノタイプ
- 細胞の一つ一つのフェノタイプを観察するのか、細胞集団の要約量をフェノタイプ観察するのか
- 後者の例として、一定量の培養細胞におけるluciferase-ATP定量があるだろう(in vitro toxicology assaysの一つとしての解説はこちら)
- ある薬物を浴びると個々の細胞が確率的に死ぬとする
- そのような薬物の作用点の候補あるだろう。作用点が細胞膜表面の分子であったり、細胞内の分子であったりすれば、「作用点」の候補が１つに絞られたあとで、その分子数が「反応標的」であるから、「標的の数」は多数である
- 「数ある標的」のうち、「すべてがやられる」と「事件が起きる」のか、「たった一つでもやられる」と「事件が起きるのか」は標的のタイプにもよるし、薬物のタイプにもよるだろう
- ここで閾値モデルを入れれば、イベントが起きる細胞の数と薬物濃度の関係はシグモイダルになる