Presentación del grupo 8232 - 2012-1.

Curso teórico con un enfoque multidisciplinario dirigido a estudiantes de las carreras de Biología, Física, Matemáticas, Ciencias de la Computación, Ciencias Biomédicas y carreras afines.

Requisitos: Estar interesado(a) en el tema y haber cursado las materias básicas del programa académico correspondiente.

Prof. Guillermo Ramírez Santiago

Instituto de Física, UNAM, Cub. 220

Correo electrónico: memo@física.unam.mx

http://nautilus.fisica.unam.mx

Horario Sugerido: Martes y Jueves de 10:00-12:00 hrs

Primer Reunion: Lunes 8 de Agosto de 2011, a las 12:00 hrs. en mi oficina del IFUNAM

Segunda Reunion: Miercoles 10 de Agosto de 2011, a las 12:00 hrs. en mi oficina del IFUNAM

La fecha tentativa de inicio del curso es el Jueves 11 de Agosto, el aula la definiremos en las reuniones del Lunes y Miercoles.

Objetivos: Aplicar los conceptos y herramientas de las ciencias exactas y computación a problemas y preguntas inspiradas en diversos temas de biología. Lo anterior es con el objetivo de proponer modelos cuantitativos que sean consistentes con observaciones y mediciones experimentales y que permitan explicar y/o predecir comportamientos novedosos. Algunos de los temas de interés son: Biología Celular, Neurociencias, Biología Molecular, Biología de Sistemas, etc.

Formato del curso: Se pretende realizar un taller formando grupos multidisciplinarios de trabajo –un estudiante de cada carrera--. El curso-taller iniciara con una revisión de conceptos básicos de Biología, Física, Matemáticas y Computación con la selección de temas para el desarrollo de un proyecto de revisión y/o investigación. Para ello cada grupo deberá elegir una serie de artículos de investigaciones recientes relacionadas con el tema de interés. En un párrafo mas abajo se listan algunos artículos como propuestas iniciales. Durante el semestre se realizaran discusiones y presentaciones informales. A la mitad y al final del semestre cada grupo presentara los avances del desarrollo y resultados de su proyecto en seminarios de 30-40 minutos cada uno. Al finalizar el semestre cada grupo deberá entregar una memoria escrita con los resultados de su proyecto.

Temas de introducción:

1. Introducción a la biología de la Célula.

2. En que consiste el proceso de señalización o transducción celular.

3. Algunas técnicas de microscopia de alta resolución importantes en biología celular.

4. Que es la Difusión.

5. Movimiento Browniano.

6. Ecuación de Langevin.

7. Ecuación de Smoluchowski.

8. Ecuación de Reacción-Difusión. 6. Condiciones de Frontera y algunas soluciones elementales.

Artículos de elección para revisión y análisis:

1. Philip Cohen, "The origins of protein phosphorylation", Nature Cell Biology, Vol. 4 p. E127 (2002).

2. Claudia Veigel and Christoph F. Schmidt, "Moving into the cell: single-molecule studies of molecular motors in complex environments", Nature Reviews Molecular Cell Biology, Vol 12 p. 163-175 (2011).

3. L. Dehmelt and P. Bastiaens, "Spatial organization of intracellular communication: insights from imaging", Nature Reviews Mol. Cell Biol. Vol. 11, p. 440 (2010).

4. Bo Huang, Sara A Jones, Boerries Brandenburg and Xiaowei Zhuang, "Whole-cell 3D STORM reveals interactions between cellular structures with nanometer-scale resolution", Nature Methods, Vol 5 p. 1047-1052 (2008).

5. Roman Schmidt, Christian A Wurm, Stefan Jakobs, Johann Engelhardt, Alexander Egner, and Stefan W Hell, "Spherical nanosized focal spot unravels the interior of cells", Nature Methods, Vol 5 p. 539-544 (2008).

6. Peter Kner, Bryant B Chhun, Eric R Griffis, Lukman Winoto, and Mats G L Gustafsson, "Super-resolution video microscopy of live cells by structured illumination", Nature Methods, Vol 5 p. 339-342 (2008).

7. Guy C. Brown, B. N. Kholodenko, "Spatial Gradients of Cellular Phospho-proteins", FEBS Letters, Vol. 457, p. 22504 (1999).

8. B. N. Kholodenko, Guy C. Brown and J.B. Hoek, "Diffusion control of protein phosphorylation in signal transduction pathways", Biochem. Jour., Vol. 350 p. 901 (2000).

9. J. Munioz-Garcia, Z. Neufeld, and B. N. Kholodenko, "Positional information generated by spatially distributed signalling cascades", PloS Computational Biology, Vol. 5, p. e1000330 (2009).

10. B. N. Kholodenko, "Cell-signalling dynamics in time and space", Nature Reviews Mol. Cell Biol., Vol. 7 p. 165 (2006).

11. J. D. Scott and T. Pawson, "Cell signalling in space and time: Where proteins come together and when they're apart", Science, Vol. 326 p. 1220 (2009).

12. B. N. Kholodenko, J.F. Hancock and W. Kolch, "Signalling ballet in space and time", Nature Reviews Molecular Cell Biol. Vol. 11 p. 414 (2010).

13. J. Meyers, J. Craig and D. J. Odde, "Potential for control of signalling pathways via cell size and shape", Current Biology, Vol. 16, p. 1685 (2006).

14. J. M. Scholey, I. Brust-Mascher and A. Mogilner, "Cell Division", Nature, Vol. 422, p. 746 (2003).

15. M. Caudron, G. Bunt, P. Bastiaens, and E. Karsenti, "Spatial coordination of spindle assembly by chromosome-mediated signaling gradients", Science, Vol. 309 p. 1373 (2005).

16. J. M. Krueger, D. M. Rector, S. Roy, H. P.A. Dongen,G. Belenky and J. Pansepp, "Sleep as a fundamental property of neuronal assemblies", Nature Reviews Neuroscience, Vol. 9, p. 910 (2008).

Referencias bibliograficas.

1. "The Mathematics of Diffusion", J. Crank, Oxford University Press (1976).

2. "System Modelling in Cell Biology", Zoltan Szallasi, J. Stelling and V. Periwal Editors, A Brandford Book The MIT Press (2006).

3. "System Biology", E. Klipp, W. Liebrmeinster, C. Wierling, A. Kowald, H. Lehrach and R. Herwing, Wiley-Black Well (2004).

4. "Physical Biology of the Cell", R. Philiphs, J. Kondev, J. and Theriot, Garland Science Taylor and Francis Group, (2009).