Nuevos modelos matemáticos revelan interacciones durante la síntesis de proteínas
El exceso o carencia de una proteína concreta puede ocasionar problemas de salud como, por ejemplo, el déficit de insulina, que conduce a la aparición de diabetes. Sin embargo, los procesos biológicos relacionados con la síntesis de proteínas son muy complejos y difíciles de regular. El equipo del proyecto FORMALBIO (Protein synthesis control by means of formal models) llevó a cabo un estudio exhaustivo de los mecanismos responsables de controlar la síntesis de proteínas a fin de optimizar la producción de estas importantes biomoléculas. La mayoría de los sistemas biológicos presentan, a nivel celular, infinidad de componentes diferentes que interaccionan entre sí. Por tanto, los científicos suelen emplear modelos matemáticos que permiten dilucidar los mecanismos que rigen el funcionamiento de los sistemas biológicos. Sin embargo, la ausencia de datos precisos y fiables puede convertir esta tarea en un auténtico quebradero de cabeza. Para hacer frente a este obstáculo, el equipo de FORMALBIO desarrolló nuevas herramientas matemáticas conocidas como redes flexibles para ayudar a describir, analizar y controlar sistemas biológicos caracterizados de manera exigua. Las redes flexibles proporcionan una representación gráfica del sistema bajo estudio, incluyendo datos de múltiples fuentes para describir un sistema único. Los investigadores diseñaron varias técnicas para analizar y controlar sistemas biológicos descritos en términos de redes flexibles. Estos prestaron especial atención a la red de interacciones relacionada con la síntesis de proteínas en la especie de levadura Saccharomyces cerevisiae. Estos métodos fueron evaluados tanto en sistemas muy bien caracterizados vinculados con el consumo de glucosa en S. cerevisiae como en un sistema poco conocido relacionado con la acumulación de cobre en individuos que padecen la enfermedad de Wilson. El objetivo era optimizar la síntesis de proteínas recombinantes en S. cerevisiae mediante la modelización del mecanismo de biosíntesis proteica y, seguidamente, el análisis del modelo resultante. En este contexto, la obtención de un conocimiento detallado de dicho proceso permitirá controlar el comportamiento del sistema y maximizar la síntesis de proteínas recombinantes. Las actividades de FORMALBIO proporcionarán una mejor comprensión de los procesos biológicos celulares, lo que conducirá al desarrollo de técnicas de control que permitan optimizar la síntesis de proteínas y favorecer la reprogramación del metabolismo celular. En última instancia, este conocimiento permitirá a los científicos optimizar la síntesis de proteínas recombinantes para mejorar la producción de combustibles renovables y sostenibles o para su uso en vacunas, herramientas de diagnóstico y estrategias terapéuticas.
