Υπολογιστικά μοντέλα για την ανάλυση σημάτων ανάκτησης φθορισμού μετά από φωτολεύκανση

• Κύριος συγγραφέας: Καλλιάφας, Γεράσιμος
• Άλλοι συγγραφείς: Γκλώτσος, Δημήτριος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2018
• Θέματα: Φωτολεύκανση; Φθορισμός; Συνεστιακή; Φθορίζουσες πρωτεινές; Ντετερμινιστικό; Frap; Photobleach; CLSM; Fluorescent proteins; Deterministic; 616.075 8

Ο σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η ανάπτυξη υπολογιστικών μοντέλων για την ανάκτηση σημάτων φθορισμού μετά από φωτολεύκανση. Συγκεκριμένα αναπτύχθηκε ένα ντετερμινιστικό μοντέλο για την ανάλυση των αντιδράσεων πρόσδεσης των πρωτεϊνών από πειράματα FRAP. Τα πειράματα FRAP από την ανάπτυξη της το 1970 είναι μια καθιερωμένη τεχνική για την εύρεση του συντελεστή διάχυσης των πρωτεϊνών στα βιομόρια. Η ανάπτυξη των φθοριζουσών πρωτεϊνών και η χρήση τους σαν σημαντές για την παρακολούθηση της συμπεριφοράς των πρωτεϊνών στο κυτταρικό περιβάλλον επιτρέπουν την απάντηση σε νέα ερωτήματα. Τα πειράματα FRAP ή αλλιώς πειράματα ανάκτησης φθορισμού μετά από φωτολεύκανση χρησιμοποιούνται ευρέως εδώ και πολλά χρόνια για την παρακολούθηση της κινητικής των βιομορίων. Η ανάπτυξη των φθοριζουσών πρωτεϊνών σε συνδυασμό με τη συνεστιακή μικροσκοπία και την αυξανόμενη υπολογιστική ισχύ θέτουν τα πειράματα FRAP σε κυρίαρχη θέση για τη διερεύνηση της κινητικής των βιομορίων αλλά και των αλληλεπιδράσεων μεταξύ τους. Έτσι πέρα από τον υπολογισμό του συντελεστή διάχυσης είμαστε πλέον σε θέση να υπολογίζουμε και τους ρυθμούς της αντίδρασης πρόσδεσης. Για να το κάνουμε αυτό αναπτύξαμε ένα μαθηματικό μοντέλο που βασίζεται στην επίλυση των μερικών διαφορικών εξισώσεων της αντίδρασης αλλά και της διάχυσης που υπάρχει στο κυτταρικό περιβάλλον δίνοντας μας κλειστές αναλυτικές λύσεις. Με βάση κάποιες υποθέσεις για το κυτταρικό περιβάλλον και τις συγκεντρώσεις των αντιδρώντων καταλήγουμε σε 3 απλοποιημένα μοντέλα τα οποία περιγράφουν αρκετά καλά τις απλές αντιδράσεις πρόσδεσης αλλά δίνει και κάποια αποτελέσματα για τις περιπτώσεις με 2 καταστάσεις πρόσδεσης. Το παραπάνω μοντέλο ελέγχθηκε για τις προβλέψεις του με την τεχνική ταιριάσματος καμπύλης και έδωσε καλά αποτελέσματα με βάση τους δείκτες καλής προσαρμογής.