| Autor: | Victor Buendía Ruiz-Azuaga |
|---|---|
| Tutor: | Manuel A. Matías |
| Centro de Investigación: | Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos |
| Co-Tutor: | Ricardo Martínez García |
| Universidad: | Princeton University |
| PDF del trabajo: | Modelling Quorum Sensing Mechanisms in Bacterial Populations |
| Enlaces de Interés: | Ver TEDtalk sobre Quorum y su importacia más abajo |
¡ Ponte en contacto con Victor !
Presentación
Resumen
Se propone un modelo para el crecimiento de bacterias cuya producción de bienes comunes viene regulada por percepción de quórum. La introducción contiene una explicación de las herramientas matemáticas estándar que se utilizan en procesos estocásticos para pasar del modelo individual a una formulación colectiva (ecuaciones para la densidad media) y que se utiliza básicamente casi todos los modelos de crecimiento de bacterias, ya sean simulados o analíticos.
Relevancia
El campo de competición y cooperación en ecología es bastante amplio. En concreto, la microbiología ofrece una oportunidad excelente para realizar experimentos, ya que el medio de las bacterias se puede controlar perfectamente. Además del modelo presentado, hay muchas más especies de bacterias, con interacciones diferentes, en el que hay espacio para estudios teóricos o experimentales. Como novedad, la investigación de la biodiversidad en el microbioma también está aportando una nueva visión del rol de la cooperación o la competición entre microorganismos. Dicha visión está cada vez más desarrollada en el microbioma humano, siendo uno de los objetivos en los planes de investigación asociados a la medicina personalizada.
Limitaciones
Pese a que los resultados cualitativos para competeción de bacterias son buenos, los resultados cuantitativos no concuerdan en absoluto con los experimentos, con diferencias, a veces, incluso de algún orden de magnitud. Es decir, el modelo es difícil de ajustar a datos experimentales. Los detalles de las limitaciones del trabajo se encuentran en la sección de Conclusiones.
Vias futuras
A partir del modelo realizado pueden trabajarse con extensiones, bien en el modelo individual, bien realizando generalizaciones en las ecuaciones diferenciales del sistema, para intentar solventar los problemas del modelo microscópico.
Valoración Personal
Es un trabajo bastante interesante, ya que se aplican bastantes técnicas estándar de procesos estocásticos y métodos numéricos. El modelo es capaz de ajustar perfectamente curvas de crecimiento experimentales de poblaciones de una especie de bacterias, pero falla cuantitativamente a la hora de estudiar la competición entre cepas wild type y cheaters. Una vez acabado el trabajo, creo que sería interesante utilizar la información obtenida por este modelo para arreglar sus problemas a nivel macroscópico, abandonando el modelo por individuos y pasando a un modelo con densidades continuas.
Recomendaciones
Victor recomienda mirar algunas de las referencias en el TFM para ver los distintos enfoques que se utilizan en el modelado matemático de la competición entre bacterias o hacer una búsqueda bibliográfica previa. Antes de entrar en un trabajo de este tipo, debes plantearte si quieres hacer algo en el nivel puramente teórico o algo que explique datos experimentales. En este último caso, revisaría la existencia de datos experimentales con los cuales pueda comparar el modelo antes de empezar, porque podríamos vernos en un punto en el cual no se puede comparar el modelo con los datos.