Estudios mediante simulación de los mecanismos homeostáticos del crecimiento y división bacteriana

Abstract

Trabajo de Máster Universitario en Simulación Molecular (2020/21). Director: Dr. D. Alejandro Cuetos Menéndez. Los microorganismos, como las bacterias, tienen una gran capacidad de colonizar multitud de ambientes y superficies mediante la formación del biofims. Pese a que los investigadores llevan décadas estudiando su forma de vida y de crecimiento aún no se tienen todas las respuestas. Este trabajo busca aportar información a un debate existente entre las diferentes teorías que existen para explicar el mecanismo de crecimiento y división bacteriana. Para ello, utilizando técnicas de Modelización basada en el individuo (IbM) de la bacteria Pseudomonas putida, y distintos escenarios de simulación, mostrar las diferencias, si existen, producidas en las colonias según qué tipo de mecanismo homeostático de crecimiento entre los propuestos en la literatura: Adder o Sizer. También, se han tenido en cuenta los distinto crecimientos posibles para cada bacteria individual: lineal y exponencial. Los resultados obtenidos muestran como los distintos escenarios de crecimiento no generan características que los diferencien. Sin embargo, el parámetro Γ, creado para controlar el efecto de la difusión y del crecimiento, produce diferencies características, según su valor, en la estructura y morfología de la colonia.

The microorganism, like bacteria, have are incredible able to colonize new environments and surfaces by protection given by the biofilm. Although, researchers have spent decades studying their way of life and growth yet there are still many answers to be found. This thesis aims to give some information to the discussion between the different theories that try to explain the different mechanism that control the bacterial growth and division. This thesis tries to prove, by using techniques of Individual based modelling (IbM) in Pseudomonas putida and distinct simulated scenarios, the differences, if they exist, produced in the colonies depending of which growth homeostatic mechanism, proposed in the literature, was used: Adder or Sizer. It was also taken in account both types of growth bacteria can use, linear or exponential. The results show how the growth models do not create a distinct difference between them, as it can be explained by the statistical noise. However, the parameter Γ, created to control the effect of the diffusion and the growth rate, did create significant differences in the structure and morphology of the colonies.