Area de estudio

Procesamiento de información en sistemas biológicos

Dra. Alejandra C. Ventura
JEFA DE GRUPO

Profesora Adjunta UBA (FCEyN, Departamento de Física — CBC, Fisica-Biofisica)
Investigadora Independiente CONICET

Línea de Investigación:

La investigación en mi grupo está orientada a entender los mecanismos de procesamiento y transferencia de información en la señalización celular. Estos estudios brindan la oportunidad de investigar en un área muy activa dentro de la biología, permitiendo un mejor entendimiento sobre la correlación entre la topología de la red de señalización subyacente y los comportamientos emergentes, tanto en condiciones normales como en condiciones patológicas. Pero también, permiten avanzar en la mejor comprensión sobre cómo la información es codificada y decodificada, almacenada y transferida, cómo un sistema responde filtrando ciertos estímulos, maximizando la respuesta a otros, cómo transfiere “estructura”, cómo genera memoria, cómo filtra “ruido” o amplifica respuestas, cómo convierte estímulos continuos en respuestas discretas relacionadas a la “toma de decisiones”,  y cómo la física misma de las conexiones bio-moleculares y la termodinámica involucrada pueden afectar todos las consideraciones anteriores.
 
Abordamos estas preguntas combiando estudios teóricos, computacionales y experimentales. Algunas de las herramientas teóricas y computacionales que utilizamos son: teoría de sistemas dinámicos lineales y no lineales, deterministas y estocásticos, continuos y discretos, ecuaciones diferenciales ordinarias y en derivadas parciales, con retardo, sistemas de control, teoría de bifurcaciones, modelos computacionales, estadística, teoría de la información, teoría de redes en general y de redes de reacciones químicas en particular, uso de múltiples escalas temporales y espaciales, métodos para la reducción de modelos, métodos para ajustar los modelos a los datos, análisis de sensibilidad, análisis de perturbaciones singulares, adimensionalización, análisis del espacio de fases, caracterización del espacio de parámetros, tests de enriquecimiento.
Estudios sobre la modulación de procesos de señalización mediante regulación espacial

Este proyecto apunta a caracterizar cómo impacta en la capacidad de cómputo de la célula, la heterogeneidad espacial de sus sistemas de transmisión de señales. El proyecto se construye sobre las siguientes preguntas motivadoras: ¿tienen, en forma general, los sistemas espacialmente particionados una mayor capacidad para procesar información en comparación a los sistemas espacialmente homogéneos?, ¿la organización espacial puede, de alguna manera, mejorar la fidelidad en la transmisión de información?.¿puede el simple intercambio de especies entre microdominios o compartimientos dar lugar a comportamientos emergentes, más complejos que los que ocurren en cada región?. Abordamos estas preguntas combinando modelado físico-matemático-computacional con técnicas avanzadas de bioimaging. Colaboradores en este proyecto: H Grecco (Departamento de Física, FCEyN, UBA) y JA Sepulchre (Institut de Physique de Nice, Francia).

Estudios sobre la selectividad en frecuencias en sistemas bioquímicos frente a estímulos oscilatorios

Este proyecto se centra en el estudio de los mecanismos de respuesta de ciertas redes de señalización celular frente a estímulos oscilatorios. El proyecto se construye sobre tres preguntas motivadoras. La primera: ¿qué mecanismos dinámicos y bioquímicos hacen que un sistema de señalización celular pueda tener selectividad en frecuencia, es decir, responder solo a, u óptimamente a un cierto rango de frecuencias de entrada y filtrar el resto?. La segunda: ¿cómo los “targets” (los componentes bio-moleculares que son activados por la red de señalización en estudio) pueden modular este tipo de selectividad y eventualmente ser parte del mecanismo generador?. La tercera: ¿cuál es el rol fisiológico de esta selectividad?.  El objetivo general a largo plazo en el que se encuadra este plan es entender cómo patrones coherentes de actividad se generan en redes de señalización, cómo estas redes procesan información y realizan “cálculos”, y cómo todo esto depende de las propiedades dinámicas de los nodos participantes, de la conectividad y de la topología de red. Colaboradores en este proyecto: C Sánchez de la Vega y R Balderrama (Departamento de Matematica, FCEyN, UBA), H Rotstein (NJIT, USA), M Blaustein (IB3, FCEyN, UBA).

Estudios sobre memoria molecular en redes biológicas

La memoria molecular se puede definir como una respuesta celular sostenida a un estímulo transitorio. En el contexto de señalización celular, se ha mostrado que es posible que un estímulo transitorio genere una respuesta sostenida a través de biestabilidad inducida por lazos de retroalimentación positiva (llamados feedbacks positivos). Estas conexiones hacen que el estímulo, aunque transitorio, produzca cambios “permanentes” en el estado del sistema, manteniendo entonces “memoria” de la señal o estímulo. Estos cambios implican irreversibilidad, también conocida como histéresis en física, dado que al remover el estímulo el sistema no vuelve al estado pre-estímulo. La asociación entre biestabilidad y memoria está establecida en la literatura en términos del comportamiento dinámico asintótico del sistema. Sin embargo, es posible encontrar situaciones en las que la actividad transitoria inducida por un estímulo permanece luego de que este se ha removido, y esta actividad post-estímulo permanece en escalas de tiempo relevantes, no necesariamente asintóticas, dando lugar a memorias de corto alcance. Importantemente, este comportamiento emergente puede surgir aún en la ausencia de feedacks explícitos. Este proyecto se centra en el estudio de los mecanismos capaces de dar lugar a respuesta molecular en redes de señalización celular. Colaboradores en este proyecto: S Miriuka y A Waisman (LIAN-FLENI), A Guberman (IQUIBICEN, FCEyN, UBA), A Colman Lerner (IFIByNE, CONICET-UBA).

  • Grupo Ventura
  • Grupo Ventura
Agenda
< 2021 >
April
«
»
Mon
Tue
Wed
Thu
Fri
Sat
Sun
marzo
marzo
marzo
1
2
3
4
5
6
7
8
9
  • Seminario Interno Jefes de Grupo

    Seminario Interno Jefes de Grupo

    14:00 -17:00
    09/04/2021

    Nos complace anunciar la apertura de los seminarios internos del IFIBYNE 2021.

    En esta ocasión iniciaremos el ciclo con el primer seminario interno de jefas y jefes de grupo IFIBYNE.

    La exposición estará a cargo de Omar Coso bajo el título “Transducción de señales y regulación de la expresión génica en Sarcoma de Kaposi.”

    El seminario se realizara en forma virtual para miembros del IFIBYNE.

10
11
12
13
14
15
16
  • Seminario Interno Jefes de Grupo

    Seminario Interno Jefes de Grupo

    14:00 -16:00
    16/04/2021

    Nos complace anunciar la apertura de los seminarios internos del IFIBYNE 2021.

    En esta ocasión iniciaremos el ciclo con el primer seminario interno de jefas y jefes de grupo IFIBYNE.

    La exposición estará a cargo de Omar Coso bajo el título “Transducción de señales y regulación de la expresión génica en Sarcoma de Kaposi.”

    El seminario se levara a cabo el viernes 16 de abril a las 14:00 horas y se realizara en forma virtual para miembros del IFIBYNE.

17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
mayo
mayo

Integrantes del grupo

Cecilia Fossa Olandini

Estudiante Licenciatura

Miembros Anteriores

Dr. Juan Pablo Di Bella
Lic. Alan Givré
Lic. Lucas Alonso

Lic. Débora Tenenbaum
Dr. Laila Kazimierski

Compartir en Redes Sociales