Análisis del transporte intracelular y exocitosis utilizando un modelo computacional basado en la combinación de agentes y ecuaciones diferenciales
El transporte intracelular es un proceso central en la fisiología celular. Diversas macromoléculas deben ser transportadas en las vías endocítica y exocítica para que una célula eucariota funcione correctamente. Sin embargo, el modo en que las macromoléculas son transportadas entre compartimientos...
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| Publicado: |
2019
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| Acceso en línea: | https://bdigital.uncu.edu.ar/fichas.php?idobjeto=14243 |
| Sumario: | El transporte intracelular es un proceso central en la fisiología celular. Diversas macromoléculas deben ser transportadas en las vías endocítica y exocítica para que una célula eucariota funcione correctamente. Sin embargo, el modo en que las macromoléculas son transportadas entre compartimientos es todavía motivo de intenso debate. Nuestro grupo ha desarrollado una plataforma de simulación de organelas dinámicas que se fusionan, dividen, cambian de posición y de forma, al mismo tiempo que alteran su composición por complejas redes de interacciones moleculares y reacciones químicas utilizando una combinación de modelización basada en agentes y ecuaciones diferenciales ordinarias. Nuestro objetivo es aplicar este enfoque de modelización para generar redes de organelas con reglas claras de interacción que definan mecanismos de transporte que permitan simular procesos de transporte para los cuales contamos con datos experimentales. En particular nos enfocaremos en presentación cruzada en células dendríticas, transporte de Glut4 en células musculares y transporte a través del Golgi en diferentes líneas celulares. Si el modelo puede reproducir una serie no trivial de resultados experimentales, indicará que estamos en la vía correcta para entender la lógica subyacente al transporte intracelular. De no ser así, la flexibilidad del modelo permitirá incorporar otras hipótesis de transporte para ajustar las simulaciones a las observaciones experimentales. Con la misma lógica queremos caracterizar los flujos iónicos que se asocian con la exocitosis acrosomal en espermatozoides humanos. Para ello diagramaremos un conjunto mínimo de compartimientos estáticos con la topología y geometría de un espermatozoide humano. En estas organelas se incorporarán canales iónicos y otras entidades moleculares que intervienen en la regulación de los flujos. Luego de un estímulo exocítico específico, los cambios temporo-espaciales en concentraciones de iones se simularán utilizando ecuaciones diferenciales parciales y se compararán con datos de videos registrados en el laboratorio para ajustar un modelo mínimo que servirá como base para la formulación de mecanismos moleculares que median la exocitosis acrosomal. De este modo, en el diálogo entre modelos y datos experimentales esperamos avanzar en el conocimiento de los mecanismos de transporte que direccionan en forma eficiente y específica una gran cantidad de macromoléculas a su destino final dentro o fuera de la célula. |
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