Identificación de principios operacionales en la respuesta a estrés en levadura Albert Sorribas Ester Vilaprinyó Rui Alves Grup de Bioestadística i Biomatemàtica Departament de Ciències Mèdiques Bàsiques Institut de Recerca Biomèdica de Lleida (IRBLLEIDA) Universitat de Lleida
Un problema biológico tipo Respuesta adaptativa de levadura a estrés La respuesta adaptativa a estrés en levadura comporta la reprogramación del metabolismo y la síntesis de moléculas protectoras. Estabilizar proteínas y estructuras celulares (p.e. síntesis de chaperonas) Asegurar la supervivencia celular (p.e. cambios en las distintas vías metabólicas para readaptar el metabolismo) Nivel genómico: patrón de expresión característico para cada situación Nivel proteómico: la actividad de los distintos enzimas se reajusta, la concentración de proteínas cambia Nivel fisiológico (metabolómico): cambios en flujos y niveles de metabolitos
Otras situaciones (menadiona, DTT, fuente de carbono, etc.) Comparación de la expresión génica máxima en distintas situaciones de estrés La respuesta a una determinada situación de estrés se caracteriza por un patrón específico de expresión génica, aunque se aprecian similitudes importantes entre distintas situaciones. Fase estacionaria, Estrés térmico Estrés oxidativo Otras situaciones (menadiona, DTT, fuente de carbono, etc.)
Respuesta a estrés en levadura La perspectiva de la Biología de Sistemas ¿Podemos identificar principios de diseño en la respuesta a estrés térmico en levadura? Principios de diseño: conjunto de cambios (óptimos en algún sentido) necesarios para readaptar al metabolismo a una nueva situación (por ejemplo respuesta a estrés).
Hipótesis y Objetivos Hipótesis: Los cambios en expresión génica proporcionan una respuesta adaptativa que está restringida por requerimientos fisiológicos. Objetivo: ¿Podemos entender el patrón de expresión a partir del conocimiento de la cinética de las distintas vías metabólicas y de la caracterización de la respuesta fisiológica? Situación biológica: Respuesta a estrés térmico en levadura
Changes in Heat Shock Protein genes after a heat shock
TPS2: trehalose phosphatase PFK1: 6-phosphofructokinase
Propuesta de trabajo (1) Análisis exhaustivo de los perfiles de expresión génica en respuesta a estrés térmico Caracterización de cambios en las distintas rutas metabólicas Identificación de cambios clave y estrategias comunes Caracterización de perfiles tipo Análisis cluster de los perfiles dinámicos Propuesta de enzimas clave para su estudio más detallado
Propuesta de trabajo (2) Estudio de la correlación entre perfiles dinámicos de expresión y las propiedades de las proteinas Relación con el tamaño y abundancia Posición en la vía metabólica Coste de expresión ……..