IFIMAR   20926
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES FISICAS DE MAR DEL PLATA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Dispersión en sistemas bacterianos
Autor/es:
GUIDO FIER; RUBEN BUCETA; DAVID HANSMANN; LAUTARO VASSALLO
Lugar:
Mar del Plata
Reunión:
Jornada; Jornadas INVESTIGAR UNMDP; 2018
Institución organizadora:
Universidad Nacional de Mar del Plata
Resumen:
Diversas especies bacterianas han desarrollado mecanismos particulares para trasladarse dentro del ambiente que habitan. Investigamos los mecanismos llamados natación (swimming), enjambrado (swarming) y deslizamiento pasivo (sliding). Dentro del primero, distintas bacterias flageladas (entéricas como Escherichia coli o marinas como Vibrio alginolyticus) poseen un comportamiento individual característico en líquidos isotrópicos denominado Tumbos y Corridas (Run & Tumble). Las bacterias flageladas también pueden exhibir un movimiento enjambrado, el cual es un fenómeno colectivo emergente de la interacción entre ellas cuando nadan sobre superficies. Por último, el deslizamiento pasivo se produce por las fuerzas expansivas de la colonia, las bacterias no se autopropulsan, sino que se empujan unas a otras al duplicarse y competir por el espacio. Introducimos un modelo, vía ecuaciones estocásticas (ec. Langevin), para la velocidad de los Tumbos y Corridas, con sólo tres parámetros por fase. Proponiendo que la transición entre las fases se produce por fluctuaciones en la concentración de la proteína reguladora de respuesta activada (cheY-p) en un entorno de los flagelos, se obtienen los tiempos de duración de Tumbos y Corridas. Estos tiempos de corte, determinan la transición de los parámetros entre las fases. Conectando el comportamiento celular con los mecanismos de señalización internos. A partir de las trayectorias simuladas estudiamos los observables estadísticos para los Tumbos y Corridas. Agregando como hipótesis la interacción entre bacterias vía colisiones inelásticas de cuerpos rígidos, se estudia estadísticamente el comportamiento enjambrado. Por otro lado, para estudiar el deslizamiento pasivo desarrollamos un modelo computacional de agentes, representando a las bacterias como cuerpos circulares rígidos y a los nutrientes del ambiente como partículas difusivas. Al incorporar una partícula de alimento, la bacteria se duplica, lo cual genera choques elásticos con sus vecinos al intentar ocupar los mismos espacios. Estas fuerzas de interacción causan el deslizamiento pasivo de las células y la colonia crece progresivamente. Variando el coeficiente de difusión y concentración de los nutrientes, se obtuvo una amplia gama de morfologías que reproducen en gran medida las observaciones experimentales, desde patrones redondos y compactos hasta patrones extremadamente ramificados. En conclusión, haciendo una abstracción de los organismos y utilizando herramientas de la Mecánica Estadística, en el grupo se estudian comportamientos y procesos vinculados a los sistemas biológicos.