Fluctuations, gene circuit architecture and stem cell quiescence

• Autores: David Frigola
• Directores de la Tesis: Marta Ibañes Miguez (dir. tes.), José María Sancho Herrero (tut. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2016
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Raúl Toral Garcés (presid.), Jaume Casademunt i Viader (secret.), Ana Isabel Caño Delgado (voc.)
• Programa de doctorado: Programa Oficial de Doctorado en Física
• Materias:
  • Matemáticas
    • Probabilidad
      • Plausibilidad
  • Física
    • Mecánica
      • Mecánica de sólidos
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Dipòsit Digital de la UB
• Resumen

  • El desarrollo biologico es un proceso complejo en que, de una sola célula, surgen las intrincadas estructuras de un organismo multicelular. Para ello, la red de genes y proteínas responsable de todos los procesos celulares tiene que actuar de un modo muy preciso tanto en el espacio como en el tiempo. La dinámica de esta red da lugar a comportamientos no triviales que, además del interés obvio para la biologia, son de interés para la física, por ser comunes a sistemas que tradicionalmente han sido estudiados por esta disciplina.

    Esta tesis explora dos de estos comportamientos en determinados contextos. Por un lado la multiestabilidad, la capacidad largamente conocida por la física no lineal de mostrar más de un estado estable ante una sola condición externa. Por otro lado, las fluctuaciones que aparecen en las escalas espaciales y temporales de las células, cuyo comportamiento estocástico ha sido estudiada por la física estadística de no equilibrio. La primera parte de la tesis estudia como pequeñas redes genéticas con arquitecturas distintas, pero todas capaces de multiestabilidad, se comportan en la presencia de fluctuaciones de distintos origenes.

    La segunda parte de la tesis se centra en un sistema biológico real, el centro quiescente de la planta Arabidopsis thaliana. Este grupo de células madre se divide muy raramente. En colaboración con el grupo experimental de la Dra. Ana I. Caño-Delgado, estudiamos como las interacciones no lineales entre el gen BRAVO (descubierto por nuestros colaboradores) y otros integran las señales de las hormonas brasinoesteroides para regular estas divisiones.