Dynamics and biological information processing: From gene circuits to cellular populations
- Autores: Marçal Gabalda Sagarra
- Directores de la Tesis: Jordi García-Ojalvo (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Pompeu Fabra ( España ) en 2017
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: James Sharpe (presid.), Sergi Valverde Castillo (secret.), Ala Trusina (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biomedicina por la Universidad Pompeu Fabra
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TDX
- Resumen
Los seres vivos se esfuerzan por sobrevivir y reproducirse. Para conseguirlo necesitan monitorizar i adaptarse a un ambiente dinámico, aprovechando todas las oportunidades y esquivando las amenazas que les sobrevienen.
El objetivo de esta tesis ha sido analizar, mediante herramientas matemáticas y computacionales, algunos de los mecanismos celulares de anticipación, adaptación y resistencia a cambios en el medio. Para hacerlo, hemos estudiado sistemas de regulación que actúan a diferentes escalas. En primer lugar, hemos analizado el circuito genético, formado por unos pocos genes, que controla el consumo de galactosa en las células de Saccharomyces cerevisiae, y hemos desarrollado las herramientas necesarias para explorar las interacciones epistáticas entre mutaciones dentro de este sistema. En segundo lugar, proponemos un marco teórico que permite explicar como las redes de regulación celular, que constan de centenares o miles de elementos, pueden procesar información temporal codificándola en su propia dinámica. Finalmente, hemos descubierto y caracterizado el mecanismo de oscilaciones en el crecimiento de biofilms de Bacillus subtilis, formados por millones de células. Dichas oscilaciones son consecuencia del acoplamiento metabólico entre regiones distantes del biofilm, y juegan un papel crucial para asegurar la resistencia de la colonia a agresiones externas.
