Caracterización de propiedades de entradasalida de información de sistemas capaces de generar respuestas transitorias en señalización celular

LUCAS ALONSO; ALEJANDRO COLMAN-LERNER; ALEJANDRA C VENTURA

Buenos Aires

Conferencia; Latin American Conference on Mathematical Modeling of Biological Systems; 2015

Mincyt, CELFI

Se conoce como adaptación a la habilidad de un sistema de responder frentea un estímulo y luego volver a su estado original. Esta propiedad esfundamental en varios procesos de señalización celular para que la célulapueda adaptarse a cambios en su entorno garantizando su supervivencia.Algunos ejemplos son las redes de quimiotaxis en bacterias y célulaseucariotas, sensado de gradientes, y sistemas sensoriales y neuronales.Existen dos grandes grupos de redes de señalización capaces de generar estecomportamiento, ambas requieren un proceso inhibitorio. En uno de esosgrupos, la inhibición está dada por la propia respuesta del sistema, cerrandoasí un feedback negativo (NFBL, negative feedback loop). En el otro grupo,la inhibición es controlada por la señal externa, se trata de un IFFL,incoherent feedforward loop. Diferentes trabajos en la literatura comparanlas propiedades de estas dos topologías, con el objetivo de diseñarprotocolos que permitan elucidar el sistema de adaptación subyacente. Eneste proyecto estudiamos modelos de señalización generadores de pulsos,entre ellos redes NFBL e IFFL, encontrando que sus propiedades deentrada-salida de información y el rango de estímulos para los cuales larespuesta de estos sistemas es dosis-dependiente (es decir, su rangodinámico) constituyen una propiedad esencial para distinguir qué red deseñalización es la responsable de una respuesta tipo pulso.[1] Ma W, Trusina A, El-Samad H, Lim WA, Tang C (2009) Defining network topologies thatcan achieve biochemical adaptation. Cell 138(4):760?773.[2]Ventura AC, Bush A, Vasen G, Goldín MA, Burkinshaw B, Bhattacharjee N, Folch A, BrentR, Chernomoretz A, Colman-Lerner A. Utilization of extracellular information before ligandreceptorbinding reaches equilibrium expands and shifts the input dynamic range. Proc NatlAcad Sci U S A. 2014 Sep 16;111(37):E3860-9. doi: 10.1073/pnas.1322761111.[3]Ozaki Y, Sasagawa S, Kuroda S, (2005) Dynamic characteristics of transient responses. JBiochem. 2005 Jun;137(6):659-63. Review.