Descripción del proyecto
LOS MECANISMOS DE DETECCION Y TRANSDUCCION DE SEÑALES CONSTITUYEN UNO DE LOS ASPECTOS FUNDAMENTALES DE LA FISIOLOGIA CELULAR, AUNQUE DISPONEMOS DE UN AMPLIO CONOCIMIENTO DE LOS MECANISMOS MOLECULARES EMPLEADOS POR LAS CELULAS PARA DETECTAR Y TRANSMITIR SEÑALES, CIERTOS ASPECTOS CLAVE SOBRE SU CAPACIDAD PARA PERCIBIR EL ENTORNO SON TODAVIA DESCONOCIDOS, EN PARTICULAR, EL IMPACTO DEL RUIDO MOLECULAR (LAS FLUCTUACIONES ESTOCASTICAS EN EL NUMERO DE MOLECULAS) SOBRE LA CAPACIDAD DE LAS RUTAS DE SEÑALIZACION PARA TRANSMITIR INFORMACION, EXPERIMENTOS RECIENTES HAN SIDO CAPACES DE DETERMINAR LA CAPACIDAD DEL CANAL (EL MAXIMO NIVEL DE INFORMACION QUE ES POSIBLE TRANSMITIR) EN VARIAS RUTAS CENTRALES DE SEÑALIZACION, LOS RESULTADOS DEMOSTRARON, DE MANERA SORPRENDENTE, QUE LA INFORMACION TRANSMITIDA POR ESTAS RUTAS ES MUY BAJA, DE ALREDEDOR DE 1 BIT, ESTA CANTIDAD DE INFORMACION ES APTA PARA IDENTIFICAR UNA SEÑAL, PERO INSUFICIENTE PARA CUANTIFICARLA, ESTO HA LLEVADO A CIERTOS AUTORES A PROPONER QUE LAS CELULAS DEBEN FUNCIONAR COMO COMPUTADORES BINARIOS, EXTREMO VIGOROSAMENTE REBATIDO POR OTROS, QUE PLANTEAN QUE DEBEN DE EXISTIR MECANISMOS QUE PERMITAN A LAS CELULAS DISCRIMINAR ENTRE DISTINTAS INTENSIDADES DE LA SEÑAL, UNO DE ESTOS POSIBLES MECANISMOS, RECIENTEMENTE DESCRITO, SE BASA EN DETECTAR CAMBIOS AMBIENTALES A PARTIR DE VARIACIONES EN EL ACERVO INTRACELULAR DE METABOLITOS, ACTUALMENTE DESCONOCEMOS SI ESTA FORMA DE DETECCION DISTRIBUIDA, BASADA EN LA MONITORIZACION DE LOS NIVELES INTRACELULARES DE METABOLITOS CLAVE, ES CAPAZ DE TRANSMITIR CANTIDADES DE INFORMACION SUPERIORES A LAS CONFERIDAS POR LAS RUTAS DE SEÑALIZACION TRADICIONALES,EL PRESENTE PROYECTO PRETENDE ABORDAR ESTAS CUESTIONES UTILIZANDO LA TEORIA DE LA INFORMACION PARA EL ESTUDIO DE LAS RUTAS DE SEÑALIZACION, COMO PARADIGMA DE UNA RUTA CLASICA DE TRANSDUCCION, ANALIZAREMOS LA CAPACIDAD DEL CANAL DE TETR, PROTOTIPO DE LOS SISTEMAS DE SEÑALIZACION DE UN COMPONENTE, MEDIANTE MICROSCOPIA CUANTITATIVA DE FLUORESCENCIA, TECNICAS DE MICROFLUIDICA Y MODELOS ESTOCASTICOS ANALIZAREMOS COMO LA CAPACIDAD DEL CANAL EN TETR DEPENDE DE FACTORES TALES COMO LA TOPOLOGIA DE LA RED DE REGULACION, LOS MECANISMOS MOLECULARES O LA TASA DE REPOSICION DE SENSORES Y EFECTORES, DE ESTA FORMA, IDENTIFICAREMOS LOS FACTORES CLAVE QUE LIMITAN LA CAPACIDAD DEL SENSOR PARA TRANSMITIR INFORMACION, ESTOS RESULTADOS PERMITIRAN A LOS BIOLOGOS SINTETICOS DISEÑAR Y DESARROLLAR BIOSENSORES CON CAPACIDADES AUMENTADAS, ASI COMO MEJORES CIRCUITOS DE COMPUTACION INTRACELULAR, PARA ESTUDIAR LOS MECANISMOS DE SEÑALIZACION METABOLICA, UTILIZAREMOS COMO MODELO EXPERIMENTAL A LA CIANOBACTERIA SYNECHOCOCCUS ELONGATUS , ANALIZANDO LA CAPACIDAD DE ESTE ORGANISMO FOTOSINTETICO DE RESPONDER A CAMBIOS EN LA LUZ, PARA ELLO, HEMOS EVOLUCIONADO UNA CEPA DE S, ELONGATUS BAJO LUZ CONTINUA DURANTE 1000 GENERACIONES, LA CEPA EVOLUCIONADA ES CAPAZ DE CRECER MAS DEPRISA, PERO HA PERDIDO LA CAPACIDAD DE ADAPTARSE A CAMBIOS EN LA INTENSIDAD DE LUZ, MEDIANTE ESTUDIOS TRANSCRIPTOMICOS Y METABOLOMICOS, ANALIZAREMOS COMO LAS DISTINTAS MUTACIONES PRESENTES EN LA CEPA EVOLUCIONADA INFLUYEN EN LA CAPACIDAD DEL CANAL, ESTOS RESULTADOS SERAN CLAVES A LA HORA DE DESARROLLAR ORGANISMOS FOTOSINTETICOS CON MEJORES TASAS DE CRECIMIENTO Y CAPTACION DE CO2, EL PRESENTE PROYECTO PRETENDE, POR TANTO, UTILIZAR LA TEORIA DE LA INFORMACION COMO UN MARCO COMUN BAJO EL QUE ABORDAR EL ESTUDIO DE LOS PROCESOS DE SEÑALIZACION CELULAR, MICROBIOLOGIA\RUIDO EN LA EXPRESION GENETICA\TRANSDUCCION DE SEÑALES\CIANOBACTERIA\BIOLOGIA DE SISTEMAS