Un modelo matemático desarrollado en la Purdue University puede predecir complejos patrones de señalización que podría ayudar a los científicos determinar cómo las células madre de un embrión más tarde convertido en tejidos específicos, los conocimientos que se podrían utilizar para comprender y tratar los trastornos del desarrollo y algunas enfermedades.
Durante el desarrollo embrionario, las proteínas se unen a receptores de la célula e iniciar una cascada de reacciones. Entender esas reacciones es difícil, sin embargo, debido a señales de retorno a salir de nuevo a las proteínas u otras moléculas a lo largo de la cascada, en constante cambio en el patrón de reacción. Los resultados de las reacciones y los mecanismos de retroalimentación - o de los insumos - son conocidos, ya que pueden ser observadas, pero ¿cómo llevar los insumos a las salidas no se entiende.
"Queremos entender cómo las células madre específicas de tejido a ser lo que podemos manipular el proceso para crear células que podrían utilizarse para tratar lesiones y enfermedades", dijo David Umulis, profesor auxiliar de Purdue de la ingeniería agrícola y biológica. "Usando un modelo de enfoque, podemos simular estos complejos patrones de señalización para obtener un mejor control sobre el proceso".
Umulis creado un modelo que predice los resultados exactos cuando se insertaron mecanismos de respuesta diferentes. Sus resultados fueron publicados en la edición actual de la revista Developmental Cell.
"Embriones de la mosca de la fruta son un fantástico sistema de archivos en el desarrollo temprano, ya de entrada / salida de las relaciones son fáciles de observar. Tienes una mutación y una salida, pero no suelen saber lo que ocurre en el medio", dijo. "Embriones modelo realista demostrado ser una herramienta adicional que puede ser utilizado para ayudar a ese entendimiento. Los modelos pueden vínculo que causa y efecto."
El estudio analizó a mosca de la fruta, o Drosophila, los embriones durante el desarrollo muy temprano para descifrar lo que controla la diferenciación de estas células madre en los lugares adecuados. Durante el proceso, las células toman identidades que luego especificar los tipos de tejidos en el organismo adulto. Antes de dictar las señales directional desarrollo, las células madre son capaces de convertirse en muchos tejidos diferentes. Uso de modelos para analizar la dinámica de las señales de las células están recibiendo puede ayudar a entender mejor cómo las células de control similar en un entorno de laboratorio.
Umulis dijo que su modelo es una especie de plantilla que permiten a los investigadores para poner a prueba una serie de hipótesis antes de la realización de experimentos reales. La información obtenida de los modelos realistas en 3-D puede conducir el proceso y facilitar el descubrimiento rápido.
Umulis siguiente paso es contar el número de moléculas necesarias para iniciar las respuestas celulares específicas durante el desarrollo embrionario. Los Institutos Nacionales de Salud y la Universidad de Purdue financiado su trabajo.
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