AGREGACION Y ORDEN EMERGENTE EN MATERIA BLANDA Y BIOLOGICA
EL OBJETIVO DE ESTE PROYECTO ES INVESTIGAR EL ORDEN EMERGENTE EN PROCESOS DE AGREGACION MOLECULAR Y SUPRAMOLECULAR (YA SEA POR AUTOENSAMBLAJE O POR CROWDING) EN SISTEMAS BLANDOS Y BIOLOGICOS. DESDE LA PERSPECTIVA MICROSCOPICA, LAS...
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Financiación
concedida
El organismo AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACIÓN notifico la concesión del proyecto
el día 2020-01-01
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Descripción del proyecto
EL OBJETIVO DE ESTE PROYECTO ES INVESTIGAR EL ORDEN EMERGENTE EN PROCESOS DE AGREGACION MOLECULAR Y SUPRAMOLECULAR (YA SEA POR AUTOENSAMBLAJE O POR CROWDING) EN SISTEMAS BLANDOS Y BIOLOGICOS. DESDE LA PERSPECTIVA MICROSCOPICA, LAS INTERACCIONES EFECTIVAS ENTRE ENTIDADES MOLECULARES Y SUPRAMOLECULARES (PARTICULAS COLOIDALES O PROTEINAS Y ACIDOS NUCLEICOS) SURGEN DE LA COMPETICION ENTRE INTERACCIONES DE CORTO ALCANCE (ORIGINADAS POR EFECTOS DE DEPLECION O SITIOS ATRACTIVOS EN LA SUPERFICIE DE LAS PARTICULAS) Y REPULSIONES DE LARGO ALCANCE (DE ORIGEN ELECTROSTATICO). NOSOTROS INVESTIGAREMOS LOS FENOMENOS DE AGREGACION EN DOS SISTEMAS MUY DIFERENTES, PERO QUE COMPARTEN ESTE TIPO DE INTERACCIONES EFECTIVAS COMPETITIVAS:1) FORMACION DE ORGANULOS SIN MEMBRANA (MLO) A PARTIR DE LA CONDENSACION DE PROTEINAS Y ACIDOS NUCLEICOS. LOS MLO SON COMPARTIMENTOS SUBCELULARES QUE CARECEN DE UNA MEMBRANA CIRCUNDANTE Y JUEGAN UN PAPEL ESENCIAL EN EL METABOLISMO CELULAR. ESTAS ENTIDADES SON AGREGADOS LIQUIDOS DE PROTEINAS Y/O ACIDOS NUCLEICOS. LA FORMACION DE ESTOS ORGANULOS SE HA RELACIONADO TRADICIONALMENTE CON UNA SEPARACION DE FASE LIQUIDO-LIQUIDO. SIN EMBARGO, ESTA INTERPRETACION HA SIDO CUESTIONADA RECIENTEMENTE, EN FAVOR DE LA FORMACION DE MICROFASES ESTABLES, HIPOTESIS QUE ESTA RESPALDADA POR EL COMPORTAMIENTO DE POTENCIALES EFECTIVOS CON INTERACCIONES COMPETITIVAS PREDICHO MEDIANTE TEORIA Y SIMULACION. EN ESTE PROYECTO INTENTAREMOS ARROJAR LUZ SOBRE LA NATURALEZA DEL PROCESO FISICO QUE CONDUCE A LA AGREGACION DE MLO MEDIANTE ESTUDIO EXPERIMENTAL Y DE SIMULACION / TEORICO CONJUNTO. UTILIZANDO POTENCIALES EFECTIVOS SIMPLES CON INTERACCIONES COMPETITIVAS EN CONJUNCION CON SIMULACIONES Y TEORIA, INVESTIGAREMOS ASPECTOS IMPORTANTES DE LOS FENOMENOS DE AGREGACION DE MLOS, TALES COMO LA NATURALEZA FISICA DE LA TRANSICION DE AGREGACION, LAS CONDICIONES QUE CONDUCEN A UNA TRANSICION DE ARRESTO DINAMICO EN LA ESTRUCTURA INTERNA DE LOS AGREGADOS (VINCULADA ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS), LA INFLUENCIA DE LOS FILAMENTOS DE CITOESQUELETO EN EL PROCESO DE AGREGACION, Y EN LA CARACTERIZACION DE LA ESTRUCTURA DE LAS INTERFACES MLO (ESENCIALES PARA SU FUNCIONALIDAD). CONJUNTAMENTE SE REALIZARAN EXPERIMENTOS TERMOFISICOS Y ESPECTROSCOPICOS PARA OBTENER MAS INFORMACION SOBRE LAS INTERACCIONES ENTRE LOS ELEMENTOS CONSTITUYENTES (DE LOS MLO Y DE SU PROCESO DE AGREGACION. ESTA INFORMACION SE UTILIZARA PARA VALIDAR LAS CONCLUSIONES OBTENIDAS DEL ESTUDIO DE MODELOS EFECTIVOS, PERO TAMBIEN PARA PARAMETRIZAR MODELOS ATOMICOS, A PARTIR DE LOS CUALES INTENTAREMOS OBTENER MODELOS DE GRANO GRUESO DE RESOLUCION INTERMEDIA (BLOB O BEAD-SPRING).2) DISEÑO DE MODELOS COLOIDALES PATCHY QUE FORMAN CUASI-CRISTALES. GRACIAS A AVANCES EXPERIMENTALES RECIENTES, HOY EN DIA ES POSIBLE SINTETIZAR COLOIDES CON INTERACCIONES ANISOTROPAS QUE SE PODRIAN UTILIZAR PARA CONSTRUIR NUEVOS MATERIALES CON FUNCIONALIDADES MEJORADAS. UN OBJETIVO PARTICULARMENTE INTERESANTE ES LA OBTENCION DE MATERIALES CUASI-CRISTALINOS (MUESTRAN PICOS DE BRAGG, PERO SON APERIODICOS). AUNQUE INICIALMENTE SE DESCUBRIERON EN SISTEMAS METALICOS, TAMBIEN PUEDEN FORMARSE A PARTIR DE MATERIA BLANDA. NUESTRO OBJETIVO ES EXTENDER UN METODO DESARROLLADO RECIENTEMENTE EN NUESTRO GRUPO PARA DISEÑAR SISTEMAS MODELO QUE FORMEN CUASI-CRISTALES CON CUALQUIER SIMETRIA, Y UTILIZAR ESTOS MODELOS PARA INVESTIGAR LAS PROPIEDADES FUNDAMENTALES Y APLICADAS DE LOS CUASI-CRISTALES. GREGACION\CUASI-CRISTALES\ORGANULOS SIN MEMBRANA\PROTEINAS\COLOIDES\MODELADO\TRANSICIONES DE FASE