Descripción del proyecto
EL OBJETIVO PRINCIPAL DE ESTE PROYECTO COORDINADO ES CONOCER LA MATERIA ACTIVA ACCIONADA POR POLIMEROS BIOLOGICOS VIVOS, EL PROYECTO PRETENDE ASOCIAR EL COMPORTAMIENTO MICROSCOPICO DEL POLIMERO VIVO INCORPORADO EN LOS HIDROGELES CON LAS PROPIEDADES MECANICAS MACROSCOPICAS DE LOS MATERIALES HIBRIDOS, EL GRUPO DEL PROF, MONROY ANALIZARA LAS PROPIEDADES HIDRODINAMICAS Y REOLOGICAS DE LOS MATERIALES, A DIFERENTES ESCALAS DE TIEMPO Y ESPACIO, A FIN DE COMPRENDER EL ACOPLAMIENTO ENTRE LA POLIMERIZACION DINAMICA DE LAS PROTEINAS ACTIVAS Y LAS PROPIEDADES MECANICAS Y REOLOGICAS DE LOS MATERIALES, ES NECESARIO UN CONOCIMIENTO PROFUNDO Y EL SEGUIMIENTO DEL COMPORTAMIENTO DE LA PROTEINA FUERA Y DENTRO DEL HIDROGEL, EL SUBPROYECTO 2 ESTA ESTRUCTURADO EN DOS RAMAS PRINCIPALES: A) UNA DEDICADA A AVANZAR EN LA COMPRENSION Y EL CONTROL DE LA FORMA Y LA DINAMICA DE LOS POLIMEROS DE FTSZ, Y B) OTRA DEDICADA A DESARROLLAR Y APLICAR HERRAMIENTAS DE MICRO-ESPECTROSCOPIA DE FLUORESCENCIA PARA CARACTERIZAR LA CONFORMACION GLOBAL Y LA DINAMICA DE LOS POLIMEROS DE LA PROTEINA Y EL HIDROGEL,EN EL PROYECTO SE UTILIZARAN DOS PROTEINAS DEL CITOESQUELETO COMO MATERIALES ACTIVOS: LA PROTEINA EUCARIOTA F-ACTINA Y LA BACTERIANA FTSZ, AMBAS PRESENTAN PROPIEDADES DINAMICAS DE AUTO-ENSAMBLADO QUE DEPENDEN DE LA HIDROLISIS DE UN NUCLEOTIDO FOSFORILADO (ATP PARA ACTINA Y GTP PARA FTSZ), LA DINAMICA DE LA POLIMERIZACION DE ACTINA SE CONOCE MUCHO MEJOR QUE LA DE FTSZ, UNO DE LOS OBJETIVOS DEL PROYECTO SP2 ES AMPLIAR EL TRABAJO ANTERIOR SOBRE LA DINAMICA DE POLIMERIZACION FTSZ PARA COMPLETAR LOS CONOCIMIENTOS EXISTENTES EN FTSZ IN VITRO CON DOS MOTIVACIONES: 1) ENTENDER EL MECANISMO MOLECULAR DE GENERACION DE FUERZAS DE FTSZ DURANTE LA DIVISION CELULAR BACTERIANA, Y 2) ENTENDER LA FISICA DE SU AUTO-ENSAMBLADO ACTIVO, PARA INCORPORAR ESTA PROTEINA EN EL BAUL DE MATERIALES BIOLOGICOS, CUYO COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL Y DINAMICO PUEDE SER EXPLOTADO PARA GENERAR NUEVOS MATERIALES CON PROPIEDADES EMERGENTES, ESTE OBJETIVO SE LLEVARA A CABO UTILIZANDO SISTEMAS RECONSTITUIDOS Y EL DESARROLLO DE UN NUEVO MONTAJE EXPERIMENTAL BASADO EN MICROFLUIDICA Y MICRO-ESTRUCTURACION DE SUSTRATOS, PARA CONTROLAR ESPACIAL Y TEMPORALMENTE EL SISTEMA, LAS MUESTRAS SE ANALIZARAN MEDIANTE MICROSCOPIA DE FUERZA ATOMICA, PARA ESTUDIAR LAS PROPIEDADES ESTRUCTURALES Y MECANICAS A NIVEL DE POLIMERO UNICO, JUNTO CON SIMULACIONES TEORICAS PARA EXPLICAR LOS RESULTADOS EXPERIMENTALES,EL DESARROLLO DE HERRAMIENTAS DE MICRO-ESPECTROSCOPIA MULTIFOTONICA, CON ALTA RESOLUCION TEMPORAL (NANOSEGUNDO-MILISEGUNDO) Y ESPACIAL (NM-SUB-µM), PERMITIRA OBTENER UN CONJUNTO DE IMAGENES DE PARAMETROS ESPECTROSCOPICOS (FLIM, FLIM-FRET, TRAIM, AIM, FCS, SHG), APORTANDO INFORMACION CUANTITATIVA SOBRE EL COMPORTAMIENTO MOLECULAR, ESTRUCTURAL Y DINAMICO DE LOS HIDROGELES Y BIOMATERIALES HIBRIDOS PROTEINA-POLIMERO ACTIVOS, INFORMACION NO ACCESIBLE A LOS METODOS CLASICOS DE MICROSCOPIA OPTICA, ESTAS METODOLOGIAS SE ADAPTARAN A CADA MATERIAL ESTUDIADO, PONIENDO ESPECIAL INTERES EN LAS LIMITACIONES INHERENTES RELACIONADAS CON ARTEFACTOS OPTICOS, RESOLUCION ESPACIAL Y TEMPORAL, PENETRACION, Y PROCEDIMIENTOS DE MARCAJE FLUORESCENTE NO INVASIVOS,LA INFORMACION SOBRE LA POLIMERIZACION Y PROPIEDADES MECANICAS DE FTSZ Y ACTINA, OBTENIDA EN ESTE SUBPROYECTO, SERA ESENCIAL PARA ALCANZAR EL OBJETIVO PRINCIPAL: ASOCIAR EL COMPORTAMIENTO ESTOCASTICO MICROSCOPICO DE LAS PROTEINAS CON LAS PROPIEDADES MECANICAS MACROSCOPICAS DE LOS HIDROGEL MATERIA ACTIVA\POLÍMEROS VIVOS\FISICA DE MATERIA BLANDA\REOLOGÍA\FLUCTUACIONES ESTOCÁSTICAS\HIDRODINÁMICA\AFM\MICROSCOPIA DE FLUORESCENCIA RESUELTA EN