Modelowanie matematyczne w walce z chorobami metabolicznymi
Kinaza białkowa aktywowana przez AMP pełni ważną rolę regulacyjną w monitorowaniu stanu energii w komórce. Szlak sygnałowy kinazy białkowej aktywowanej przez AMP kontroluje produkcję i zużycie energii, wpływając w ten sposób na większość biologicznych procesów wewnątrzkomórkowych. Celem projektu finansowanego ze środków UE "Biologia systemowa szlaku kinazy białkowej aktywowanej przez AMP" (Ampkin) było lepsze zrozumienie mechanizmów działania szlaków kinazy białkowej aktywowanej przez AMP. A dokładniej, celem naukowców było stworzenie predykcyjnych kinetycznych opisów matematycznych szlaku aktywacji/dezaktywacji z myślą o zidentyfikowaniu potencjalnych miejsc docelowych dla leków w leczeniu choroby metabolicznej u człowieka. Wykorzystanie istniejących danych na temat białka, ekspresji mRNA i poziomów metabolitu pozwoliło naukowcom uchwycić dynamikę szlaku i zaprojektować modele kinetyczne. Porównanie szlaków u drożdży i ssaków wykazało, że w obu układach kinaza białkowa aktywowana przez AMP ma podobne cele i role fizjologiczne. Dodatkowo, stworzono narzędzia oznaczania dla większości kroków w kaskadzie AMP, maksymalizując w ten sposób użycie autentycznych danych w modelu matematycznym. W połączeniu z ilościowymi dynamicznymi zbiorami danych wygenerowanymi w następstwie aktywacji i dezaktywacji szlaku kinazy białkowej aktywowanej przez AMP, możliwe było zbudowanie modeli matematycznych dla homologu drożdży, Snf1. Co istotne, model Ampkin został zaprojektowany dla potrzeb oceny zakłóceń w systemie i potencjalnie do wykorzystania w badaniach przesiewowych leków. Poprzez integrację modelowania z prowadzaniem doświadczeń, partnerzy projektu nieustannie ulepszali model kinazy białkowej aktywowanej przez AMP. Dzięki temu mogli reagować na kwestie związane z badaniem, którego wyniki być może rozwieją wątpliwości w sprawie chorób metabolicznych, takich jak otyłość i cukrzyca typu II.