The macroscopic effects of microscopic heterogeneity in cell signaling

Advances in Chemical Physics

Volumn 153, Issue , 2013, Pages 373-396

  Mugler, Andrew ^a   Ten Wolde, Pieter Rein ^a  

^a FOM INSTITUTE AMOLF   (Netherlands)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84897585002     PISSN: 00652385     EISSN: None     Source Type: Book Series    
DOI: 10.1002/9781118571767.ch5     Document Type: Article

References (85)

1. O.Wartlick, A. Kicheva, and M. Gonźalez-Gait́an, Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 1(3), a001255 (2009).
2. J. Lutkenhaus, Curr. Opin. Microbiol. 5(6), 548-552 (2002).
3. A. Kusumi and Y. Sako, Curr. Opin. Cell Biol. 8(4), 566-574 (1996).
4. B. B. Machta, S. Papanikolaou, J. P. Sethna, and S. L. Veatch, Biophys. J. 100(7), 1668-1677 (2011).
5. L. J. Pike, J. Lipid Res. 50(Suppl.), S323-S328 (2009).
6. D. Lingwood and K. Simons, Science 327(5961), 46-50 (2010).
7. S. J. Plowman, C. Muncke, R. G. Parton, and J. F. Hancock, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102(43), 15500-15505 (2005).
8. V. Sourjik and J. P. Armitage, EMBO J. 29(16), 2724-2733 (2010).
9. N. Dard and M. Peter, Bioessays 28(2), 146-156 (2006).
10. A. Kinkhabwala and P. I. H. Bastiaens, Curr. Opin. Genet. Dev. 20(1), 31-40 (2010).
11. M. Howard and K. Kruse, J. Cell Biol. 168(4), 533-536 (2005).
12. J. Hattne, D. Fange, and J. Elf, Bioinformatics 21(12), 2923-2924 (2005).
13. M. Lis, M. N. Artyomov, S. Devadas, and A. K. Chakraborty, Bioinformatics 25(17), 2289-2291 (2009).
14. A. Mugler, A. G. Bailey, K. Takahashi, and P. R. tenWolde, Biophys. J. 102(5), 1069-1078 (2012).
15. S. S. Andrews and D. Bray, Phys. Biol. 1(3-4), 137-151 (2004).
16. S. J. Plimpton and A. Slepoy, J. Phys. Conf. Ser. 16, 305 (2005).
17. K. Takahashi, S. Tanase-Nicola, and P. R. tenWolde, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107(6), 2473-2478 (2010).
18. H. E. Grecco, M. Schmick, and P. I. H. Bastiaens, Cell 144(6), 897-909 (2011).
19. A. Kusumi, C. Nakada, K. Ritchie, K. Murase, K. Suzuki, H. Murakoshi, R. S. Kasai, J. Kondo, and T. Fujiwara, Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 34, 351-378 (2005).
20. A. Kusumi, Y. M. Shirai, I. Koyama-Honda, K. G. N. Suzuki, and T. K. Fujiwara, FEBS Lett. 584(9), 1814-1823 (2010).
21. Z. Kalay, T. K. Fujiwara, and A. Kusumi, PLoS ONE 7(3), e32948 (2012).
22. C. Eggeling, C. Ringemann, R. Medda, G. Schwarzmann, K. Sandhoff, S. Polyakova, V. N. Belov, B. Hein, C. V. Middendorff, A. Scḧonle, and S. W. Hell, Nature 457(7233), 1159-1162 (2009).
23. K. Simons and D. Toomre, Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 1(1), 31-39 (2000).
24. B. N. Kholodenko, J. F. Hancock, and W. Kolch, Nat. Rev. Mol. Cell. Biol., 11(6), 414-426 (2010).
25. I. A. Prior, C. Muncke, R. G. Parton, and J. F. Hancock, J. Cell. Biol. 160(2), 165-170 (2003).
26. H. Murakoshi, R. Iino, T. Kobayashi, T. Fujiwara, C. Ohshima, A. Yoshimura, and A. Kusumi, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101(19), 7317-7322 (2004).
27. P. H. M. Lommerse, B. E. Snaar-Jagalska, H. P. Spaink, and T. Schmidt, J. Cell Sci. 118(Pt 9), 1799-1809 (2005).
28. J. F. Hancock and R. G. Parton, Biochem J. 389(Pt 1), 1-11 (2005).
29. T. Tian, A. Harding, K. Inder, S. Plowman, R. G. Parton, and J. F. Hancock, Nat. Cell Biol. 9(8), 905-914 (2007).
30. T. Gurry, O. Kahramanǒ gullari, and R. G. Endres, PLoS ONE 4(7), e6148 (2009).
31. S. Valitutti, S. M̈uller, M. Cella, E. Padovan, and A. Lanzavecchia, Nature 375(6527), 148-151 (1995).
32. C. Wofsy, D. Coombs, and B. Goldstein, Biophys. J. 80(2), 606-612 (2001).
33. S. S. Andrews, Phys. Biol. 2(2), 111-122 (2005).
34. J. Monod, J. Wyman, and J. P. Changeux, J. Mol. Biol. 12, 88-118 (1965).
35. D. E. Koshland, G. Ńemethy, and D. Filmer, Biochemistry 5(1), 365-385 (1966).
36. D. Bray and T. Duke, Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 33, 53-73 (2004).
37. T. A. Duke and D. Bray, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96(18), 10104-10108 (1999).
38. B. A. Mello and Y. Tu, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100(14), 8223-8228 (2003).
39. V. Sourjik and H. C. Berg, Nature 428(6981), 437-441 (2004).
40. H. M. Sauro and B. N. Kholodenko, Prog. Biophys. Mol. Biol. 86(1), 5-43 (2004).
41. S. B. van Albada and P. R. ten Wolde, PLoS Comput. Biol. 3(10), 1925-1934 (2007).
42. W. Kolch, Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 6(11), 827-837 (2005).
43. J. W. Locasale, A. S. Shaw, and A. K. Chakraborty, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104(33), 13307-13312 (2007).
44. S. Redner, A Guide to First-Passage Processes. Cambridge University Press, 2001.
45. O. G. Berg, R. B. Winter, and P. H. von Hippel, Biochemistry 20(24), 6929-6948 (1981).
46. T. Hu, A. Y. Grosberg, and B. I. Shklovskii, Biophys. J. 90(8), 2731-2744 (2006).
47. U. Gerland, J. D. Moroz, and T. Hwa, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99(19), 12015-12020 (2002).
48. J. S. van Zon, M. J. Morelli, S. Ť anase-Nicola, and P. R. tenWolde, Biophys. J. 91(12), 4350-4367 (2006).
49. N. P. Stanford, M. D. Szczelkun, J. F. Marko, and S. E. Halford, EMBO J. 19(23), 6546-6557 (2000).
50. D. M. Gowers, G. G.Wilson, and S. E. Halford, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102(44), 15883-15888 (2005).
51. G. Tkǎcik and W. Bialek, Phys. Rev. E 79, 51901 (2009).
52. B. C. Lagerholm and N. L. Thompson, J. Phys. Chem. B 104(4), 863-868 (2000).
53. M. Gopalakrishnan, K. Forsten-Williams, T. R. Cassino, L. Padro, T. E. Ryan, and U. C. T̈auber, Eur. Biophys. J. 34(7), 943-958 (2005).
54. C. Chevalier, O. B́enichou, B. Meyer, and R. Voituriez, J. Phys. A Math. Theor. 44, 5002 (2011).
55. W. H. de Ronde, Ph. D. Thesis, Chapter 4, FOM Institute AMOLF (2012).
56. C. C. Govern, M. K. Paczosa, A. K. Chakraborty, and E. S. Huseby, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107(19), 8724-8729 (2010).
57. M. Aleksic, O. Dushek, H. Zhang, E. Shenderov, J.-L. Chen, V. Cerundolo, D. Coombs, and P. A. van der Merwe, Immunity 32(2), 163-174 (2010).
58. D. Oh, M. Ogiue-Ikeda, J. A. Jadwin, K. Machida, B. J. Mayer, and J. Yu, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109(35), 14024-14029 (2012).
59. C. Y. Huang and J. E. Ferrell, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93(19), 10078-10083 (1996).
60. J. E. Ferrell, Trends Biochem. Sci. 21(12), 460-466 (1996).
61. N. I. Markevich, J. B. Hoek, and B. N. Kholodenko, J. Cell Biol. 164(3), 353-359 (2004).
62. W. R. Burack and T. W. Sturgill, Biochemistry 36(20), 5929-5933 (1997).
63. J. E. Ferrell and R. R. Bhatt, J. Biol. Chem. 272(30), 19008-19016 (1997).
64. Y. Zhao and Z. Y. Zhang, J. Biol. Chem. 276(34), 32382-32391 (2001).
65. S. B. Zimmerman and A. P. Minton, Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 22(1), 27-65 (1993).
66. S. B. Zimmerman and S. O. Trach, J. Mol. Biol. 222(3), 599-620 (1991).
67. R. J. Ellis, Curr. Opin. Struct. Biol. 11(1), 114-119 (2001).
68. A. Bancaud, S. Huet, N. Daigle, J. Mozziconacci, J. Beaudouin, and J. Ellenberg, EMBO J. 28(24), 3785-3798 (2009).
69. S. Asakura and F. Oosawa, J. Chem. Phys. 22, 1255 (1954).
70. N. Muramatsu and A. P. Minton, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85(9), 2984-2988 (1988).
71. M. Weiss, M. Elsner, F. Kartberg, and T. Nilsson, Biophys. J. 87(5), 3518-3524 (2004).
72. D. S. Banks and C. Fradin, Biophys. J. 89(5), 2960-2971 (2005).
73. I. Golding and E. C. Cox, Phys. Rev. Lett. 96, 98102 (2006).
74. O. B́enichou, C. Chevalier, J. Klafter, B. Meyer, and R.Voituriez, Nat. Chem. 2(6), 472-477 (2010).
75. M. A. Lomholt, I. M. Zaid, and R. Metzler, Phys. Rev. Lett. 98, 200603 (2007).
76. M. J. Morelli, R. J. Allen, and P. R. ten Wolde, Biophys. J. 101(12), 2882-2891 (2011).
77. K. Aoki, M. Yamada, K. Kunida, S. Yasuda, and M. Matsuda, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108(31), 12675-12680 (2011).
78. D. Bray, M. D. Levin, and C. J. Morton-Firth, Nature 393(6680), 85-88 (1998).
79. Q.-J. Li, A. R. Dinner, S. Qi, D. J. Irvine, J. B. Huppa, M. M. Davis, and A. K. Chakraborty, Nat. Immunol. 5(8), 791-799 (2004).
80. J. S. van Zon, D. K. Lubensky, P. R. H. Altena, and P. R. ten Wolde, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104(18), 7420-7425 (2007).
81. P. Nash, X. Tang, S. Orlicky, Q. Chen, F. B. Gertler, M. D. Mendenhall, F. Sicheri, T. Pawson, and M. Tyers, Nature 414(6863), 514-521 (2001).
82. P. Miller, A. M. Zhabotinsky, J. E. Lisman, and X.-J. Wang, PLoS. Biol. 3(4), e107 (2005).
83. S. W. Hell and J. Wichmann, Opt. Lett. 19(11), 780-782 (1994).
84. M. J. Rust, M. Bates, and X. Zhuang, Nat. Methods 3(10), 793-795 (2006).
85. E. Betzig, G. H. Patterson, R. Sougrat, O. W. Lindwasser, S. Olenych, J. S. Bonifacino, M. W. Davidson, J. Lippincott-Schwartz, and H. F. Hess, Science 313(5793), 1642-1645 (2006).