Investigadores de la Universidad Friedrich Schiller de la Universidad de Jena y Kiel han compilado todas las vías metabólicas del organismo modelo Caenorhabditis elegans descritas hasta ahora y han presentado un modelo metabólico completo en la edición actual de la revista "Cell Systems". El modelo, llamado "ElegCyc "cubre aproximadamente 2,000 procesos metabólicos y está disponible para grupos de investigación en todo el mundo.
Solo mide aproximadamente un milímetro de largo y, por lo tanto, apenas es visible a simple vista. Su breve existencia de solo dos o tres semanas se pasa escondida en el suelo. A primera vista, el pequeño gusano Caenorhabditis elegans y los humanos tienen muy poco en comúnY, sin embargo, su composición genética muestra sorprendentes similitudes: "Hasta el 80 por ciento de los genes del gusano y los humanos son iguales", dice el Dr. Christoph Kaleta, científico de bioinformática de Kiel, profesor de biología de sistemas médicos en la Facultad de Medicinaen la Universidad de Kiel y miembro del grupo de excelencia "Inflamación en las interfaces". "Aproximadamente la mitad de todos los genes conocidos que están involucrados en enfermedades humanas también se pueden encontrar en C. elegans". Esta es la razón por la cual el gusano puede serSe utiliza como un sistema de modelo simple para investigar y obtener una mejor comprensión de los procesos de la vida, así como de las enfermedades, también en humanos.
Para ayudar en este esfuerzo, Kaleta y su equipo junto con colegas de la Universidad Friedrich Schiller Jena y ETH Zürich han resumido el metabolismo completo del gusano en un modelo matemático. Por lo tanto, todas sus vías metabólicas se pueden rastrear "in silico" enla computadora e investigó: "En particular, también podemos predecir cómo ciertos cambios, como la absorción de alimentos, afectan el crecimiento, la esperanza de vida o la aparición de enfermedades en este organismo", explicó Kaleta, quien realizó una investigacióny dio una conferencia como profesor asistente en la Universidad de Jena hasta 2014. Junto con su antiguo grupo de trabajo y gerontólogos de Jena y Zurich, presentó el modelo llamado "ElegCyc" en la última edición de la revista científica "Cell Systems" DOI:10.1016 / j.cels.2016.04.017.
Los investigadores analizaron minuciosamente las bases de datos y la literatura especializada y combinaron todas las vías metabólicas de C. elegans que se han descrito hasta ahora. En total, se registraron casi 2.000 procesos metabólicos de esta manera y se vincularon entre sí. Asurgió una red compleja que muestra los procesos de vida del gusano en detalle y que los científicos ahora pueden buscar genes individuales, productos metabólicos o reacciones. La principal ventaja de estos modelos informáticos integrales es que también permiten el análisis de enormes cantidades de datos ", dice JulianeGebauer, de la Cátedra de Bioinformática de la Universidad de Jena. "Las técnicas modernas de alto rendimiento, como la secuenciación de ARN o la metabolómica, proporcionan un suministro de datos tan abundante, que difícilmente puede analizarse exhaustivamente sin tales modelos", dice el candidato al doctorado, quienes el autor principal de la publicación.
Los científicos de bioinformática pudieron demostrar que su modelo cumple estos requisitos en el estudio que ahora se presenta: Alimentaron el modelo con datos experimentales sobre el proceso de envejecimiento del centro de investigación Jena JenAge. A los gusanos se les dieron tres sustancias diferentes paracomer, dos de los cuales se sabe que prolongan su vida útil. La actividad de los aproximadamente 20,000 genes de C. elegans se determinó en un total de cuatro puntos en el tiempo. Gracias al modelo "ElegCyc", los investigadores identificaron qué procesos metabólicos entre estosgran cantidad de genes contribuyeron al efecto de las sustancias alimentadas que prolonga la vida útil.
En sus futuros estudios, los investigadores quieren usar su modelo para comprender mejor la interacción entre el gusano y su microbioma bacteriano intestinal. En contraste con el microbioma humano altamente complejo, el microbioma del gusano es muy simple, lo que lo haceparticularmente adecuado para investigar cómo ciertas especies de bacterias benefician la salud o promueven enfermedades. A partir de estos estudios, los investigadores esperan obtener nuevos conocimientos sobre la aparición de enfermedades inflamatorias intestinales crónicas, que se acompañan de un desequilibrio importante en el microbioma intestinal en humanos.
El modelo metabólico de C. elegans es de libre acceso en Internet en: http://elegcyc.bioinf.uni-jena.de:1100
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Materiales proporcionado por Universidad Friedrich Schiller Jena . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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