SMART, un nuevo paquete de software, puede simplificar significativamente el estudio de los procesos de señalización. Los hallazgos podrían acelerar la investigación en áreas de las ciencias biológicas, como la biología de sistemas, la farmacología y la ingeniería biomédica.
Investigadores de la Universidad de California en San Diego han desarrollado y probado un nuevo paquete de software, llamado Algoritmos de modelado espacial para respuesta y transporte (SMART), que puede simular de manera realista redes de señalización celular: el complejo sistema de interacciones moleculares que permite que las células respondan. Varias señales de su entorno. Las redes de señalización celular implican muchos pasos distintos y también están fuertemente influenciadas por la forma compleja y tridimensional de las células y los componentes subcelulares, lo que hace que sea difícil simularlas con las herramientas existentes. SMART proporciona una solución a este problema, que puede ayudar a acelerar la investigación en diferentes áreas de las ciencias biológicas, como la biología de sistemas, la farmacología y la ingeniería biomédica.
Los investigadores han probado con éxito el nuevo software en sistemas biológicos a varias escalas, desde la señalización celular en respuesta a señales adhesivas, eventos de liberación de calcio en las regiones subcelulares de las neuronas y las células del músculo cardíaco, hasta la producción de ATP (moneda de energía en las células). En una representación detallada de una sola mitocondria. Al proporcionar una herramienta flexible, precisa y eficiente para modelar redes de señalización celular, SMART allana el camino para simulaciones más detalladas que permitan avanzar en nuestra comprensión del comportamiento celular y desarrollar nuevos tratamientos para enfermedades humanas.
Investigación, publicada Ciencia Computacional de la NaturalezaFue dirigido por Emmett Francis, Ph.D., becario postdoctoral de la Sociedad Estadounidense para la Educación en Ingeniería, el profesor Padmini Rangamani, Ph.D. El grupo de investigación que supervisa está afiliado tanto al Departamento de Farmacología de la Facultad de Medicina de UC San Diego como al Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la Facultad de Ingeniería Jacobs de UC San Diego. Una de las primeras versiones de este software fue escrita por Justin Laughlin, PhD, un ex estudiante de posgrado del grupo de Rangamani.
SMART es parte de una colaboración continua con un equipo de investigación dirigido por Marie Rognes, Ph.D., en el Laboratorio de Investigación Simula en Oslo, Noruega. Esta investigación fue financiada en parte por la Fundación Nacional de Ciencias, la Alianza de Desempeño Humano Wu Tsai, la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea, la Fundación Hartwell, el Instituto Kavli del Cerebro y la Mente, el Consejo Europeo de Investigación, el Consejo de Investigación. Noruega, Centro KG Jebsen para la Investigación del Líquido Cerebral y Fundación Fulbright.