Μοντελοποίηση μονοπατιών μεταγωγής σήματος σε κύτταρα

Abstract

Η μοντελοποίηση των μονοπατιών μεταγωγής σημάτων μεταξύ των κυττάρων είναι υψίστης σημασίας για την κατανόηση της λειτουργίας τους. O όρος αυτός αναφέρεται στη διαδικασία αναγνώρισης των σχέσεων που διέπουν τη διάδοση των σημάτων από τη μία πρωτεΐνη στην άλλη, εξηγώντας τελικώς τρόπους με τους οποίους τα κύτταρα αντιδρούν και αποκρίνονται σε παράγοντες του βιοχημικού τους μικρό-περιβάλλοντος. Τα μονοπάτια σηματοδότησης αποτελούνται από ένα σύνολο πρωτεϊνικών αλληλεπιδράσεων, οι οποίες αναγνωρίζονται μέσω πρωτεϊνικών διαδικασιών υψηλής απόδοσης και διατίθενται μέσω διαδικτυακών βάσεων δεδομένων. Κατά τη διάρκεια των τελευταίων χρόνων έχουν αναπτυχθεί αρκετές μέθοδοι για τη μοντελοποίηση τέτοιων μονοπατιών αποσκοπώντας στην περιγραφή των λειτουργιών των κυττάρων και στην επεξήγηση της σχέσης αιτιότητας που διακρίνει τις ασθένειες και τα συμπτώματά τους. Κύριος στόχος των μεθόδων αυτών είναι η μοντελοποίηση των βιολογικών δικτύων σηματοδότησης ως λογικά μοντέλα και η χρήση συμβατικών μορφών βελτιστοποίησης (Ακέραιος Γραμμικός Προγραμματισμός – ILP και Μη – Γραμμικός Προγραμματισμός – NLP) συνδυάζοντάς τις με φωσφοπρωτεομικά δεδομένα υψηλής απόδοσης για τη δημιουργία μοντέλων ικανών να προβλέψουν τους μηχανισμούς σηματοδότησης του εξεταζόμενου κυτταρικού τύπου. Η παρούσα εργασία αποστασιοποιείται από τις προαναφερθείσες μεθόδους και τη λογική της δομημένης βελτιστοποίησης και στοχεύει στην ανάπτυξη ενός συνοπτικού κώδικα, ο οποίος θα μπορεί να δέχεται τα παραπάνω δεδομένα και να εξάγει την τελική τοπολογία (κατά βέλτιστο ανά περίσταση τρόπο), η οποία θα ανταποκρίνεται στα δεδομένα των μετρήσεων, λαμβάνοντας ταυτόχρονα υπ’ όψιν της τους υπάρχοντες περιορισμούς που υπαγορεύονται από τη θεωρία της βιολογίας, τη διεθνή βιβλιογραφία και τα υπάρχοντα δεδομένα στο διεθνές δίκτυο βάσεων δεδομένων.

Modelling of Signal Transduction in Cells is highly significant for understanding of their function. It refers in the recognition process of the signal transduction between proteins, explaining the ways cells perceive their biochemical microenvironment.