Wendy Beane é Professora Associada no Departamento de Ciências Biológica na Universidade Western Michigan (WMU) e diretora, e fundadora, do Programa Interdisciplinar de Intercâmbio de Estagiários de Biologia Quântica (Q-BITE) da WMU. Ela é uma das autoras do artigo “Modelando a Regeneração de Planárias: Uma Cartilha para a Engenharia Reversa do Verme”, publicado no periódico PLoS Computational Biology, em 2012.
Resumo: Um entendimento mecanicista das capacidades robustas de automontagem e reparação de sistemas complexos teria enormes implicações para a biologia básica do desenvolvimento evolutivo, bem como para aplicações transformadoras em biomedicina regenerativa e na engenharia de sistemas cibernéticos altamente tolerantes a falhas. Biólogos moleculares estão trabalhando para identificar os caminhos subjacentes às notáveis habilidades regenerativas de espécies modelo que regeneram perfeitamente membros, cérebros, e outras partes complexas do corpo. Contudo, uma profunda desconexão permanece entre o dilúvio de dados genéticos e protéicos de alta resolução sobre as vias necessárias para a regeneração, e os desejados modelos algorítmicos, espaciais que mostram como o automonitoramento e o controle do crescimento surgem da síntese das atividades celulares. Essa barreira ao progresso na compreensão dos controles morfogenéticos pode ser quebrada por poderosas técnicas das ciências computacionais – utilizando modelos não tradicionais de abordagem para fazer a engenharia reversa de sistemas como as planárias: platyhelminthes (vermes achatados) com um plano corporal complexo e sistema nervoso capazes de regenerar qualquer parte do corpo após uma lesão traumática. Atualmente, o envolvimento de especialistas de fora da genética molecular é dificultado pela literatura especializada em biologia do desenvolvimento molecular: colaborações impactantes entre campos tão diferentes exigem que a literatura revisada esteja disponível e que apresente as principais capacidades funcionais de importantes sistemas de modelos biológicos enquanto abstraindo-se dos detalhes frequentemente irrelevantes e confusos de genes e proteínas específicos. Para facilitar os esforços de modelagem por cientistas da computação, físicos, engenheiros, e matemáticos, apresentamos um tipo diferente de revisão da regeneração planária. Focando nas principais propriedades de padronização deste sistema, revisamos o que é conhecido sobre as trocas de sinal que ocorrem durante o reparo regenerativo em planárias e os mecanismos celulares que estão por trás deles. Ao estabelecer um estilo “tipo engenharia” para as revisões da biologia do desenvolvimento molecular de sistemas de modelos biomédicos importantes, novos insights significativos e modelos computacionais quantitativos serão desenvolvidos através das novas colaborações entre a biologia e as ciências da informação.
Autores: Daniel Lobo, Wendy S. Beane, Michael Levin.
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