TecnoX 2017
Universidad de los Andes.
Modelos matemáticos.
Parte de lo que se puede ver en este menú fue tomado de nuestra wiki para TecnoX-2016. La pueden visitar en el siguiente link: http://tecnox.exp.dc.uba.ar/uniandes/index.php/TecnoX_UniAndes
Introducción.
El modelado matemático es uno de los puntos claves en el desarrollo de nuestro proyecto ya que permite tener una idea de cómo funcionará el constructo que diseñamos, y arroja luz sobre posibles problemas que puedan surgir con el tiempo. Además, a partir de las simulaciones que realizamos, se pueden cambiar partes del contructo para optimizarlo y evitar trabajo innecesario de laboratorio. Para esta versión de TecnoX no hicimos ninguna modificación sobre los modelos determinista y estocástico, ya que en esencia los procesos biológicos involucrados en el sensor son los mismos. Sin embargo, desde Biología Sintética Uniandes surgió una idea que involucra este tipo de prácticas matemático-computacionales, que esperamos facilite el acceso de personas interesadas en la ciencia a este tipo de herramientas: simbiosys.
Los modelos matemáticos y la democratización de la ciencia.
Es cierto que la ciencia es uno de los oficios más nobles que existe entre nosotros los humanos; también lo es que por defender su nombre y su belleza, enfrentados a grandes obstáculos, han ofrecido la vida personalidades geniales como Hipatía, Copérnico, y Turin. Hoy, en pleno siglo XXI, las barricadas con las que se enfrenta nuestro oficio ya no son la Inquisición, ni el papado, ni la homofobia institucional (gracias a Gauss por aquello). No obstante, la labor del científico está lejos de tener un camino despejado para su completo desarrollo; por el contrario, y esto parece traído de los cabellos en la era del Internet, actualmente el mayor problema con el quehacer científico es el acceso a la tecnología y a la información.
Por todo lo anterior, el equipo de modelos matemáticos de Biología Sintética Uniandes se
ha propuesto poner a disposición de cualquier persona interesada en realizar un modelo matemático y simular su evolución de forma computacional, un pedazo de tecnología que hemos bautizado: Simulator of Biological Systems (simbiosys). In a nutshell, simbiosys consiste en un paquete completamente creado por estudiantes Uniandes que cuenta con una guía práctica para escribir ecuaciones diferenciales que modelen algún proceso biológico (sin necesidad de conocimiento matemático previo), y una plataforma de acceso libre en Internet capaz de solucionar dichas ecuaciones, y de devolver al usuario las gráficas y los resultados de su modelo. Con este aporte, esperamos facilitar el acceso a esta poderosa herramienta que es el modelado matemático (así sea a un nivel básico): solo hace falta tener acceso a internet, saber sumar, y escribir; el resto lo ponemos nosotros. Para saber más sobre esta iniciativa, visita el apartado simbiosys en el menú de Modelos.
Ecuaciones diferenciales.
Para determinar cómo se comporta nuestro constructo, implementamos un sistema de ecuaciones diferenciales que reflejan el cambio de las concentraciones de las proteínas a través del tiempo. Aquí se tienen en cuenta parámetros como la producción constitutiva, la producción inducida, la degradación y la unión con otras moléculas. De esta forma, se puede tener una idea de cómo el sistema evolucionará dados unos parámetros iniciales a través del tiempo. A continuación, dichas ecuaciones para cada bacteria.
E. Coli.
E. Coli.
Shewanella.
Para una descripción detallada de estas ecuaciones, incluido el significado biológico de cada parámetro, por favor visita nuestro repositorio en GitHub.