Um modelo de controle para o transporte de partículas nos axônios

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Cho, Alexandre Yeong Chan
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: ASEP model; Axonal transport; Dinâmica do tipo Langmuir; Langmuir-type dynamic; Modelo estocástico do tipo ASEP; Molecular motors; Motores moleculares; Transporte axonal
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-13092024-095502/

O transporte de partículas ao longo de axônios, essencial para manutenção celular, é usualmente discriminado entre lento e rápido. Embora existam informações sobre quais estruturas são transportadas e as respectivas velocidades observadas, o mecanismo que gera a diferença de ordens de grandeza nessas velocidades ainda é uma questão em aberto na literatura. Em nosso trabalho anterior, procedemos em uma análise da versão contínua de um modelo estocástico do tipo ASEP (Asymmetric Simple Exclusion Process) (Cho AYC, Roque VRCM, Goldman C. Fast and slow axonal transport: A unified approach based on cargo and molecular motor coupled dynamics. Phys Rev E. 2020), formulado para descrever o processo de transporte de cargos por motores moleculares. Nesse modelo, acoplamos a dinâmica de dois tipos de partículas, um deles representando motores livres e o outro tipo representando complexos motor-cargo. Os resultados predizem uma forte dependência da velocidade de transporte em relação à diferença entre as quantidades desses dois tipos de partículas presentes no filamento, consideradas como condições iniciais. No presente trabalho buscamos mecanismos capazes de definir as condições iniciais do modelo ASEP de transporte por meio de uma dinâmica do tipo Langmuir no estado de equilíbrio, introduzindo nessa dinâmica quantidades mensuráveis experimentalmente, como densidades de cargos e motores presentes no meio citoplasmático. Para o controle da ligação dessas partículas aos filamentos do citoesqueleto, onde ocorre o transporte, consideramos a existência de um estado das proteínas motoras denominado inativo. Segundo a literatura, a ligação dos motores nesse estado aos filamentos é desfavorecida. Desta forma, ao considerarmos que a dinâmica de Langmuir estabelece as condições iniciais da dinâmica ASEP de transporte por motores moleculares, propomos exibir possíveis mecanismos, e quantidades metabólicas relacionadas, que exercem controle sobre as diferentes velocidades observadas.