Análisis transcriptómico y metabólico para la caracterización de estados fisiológicos en Saccharomyces cerevisiae y Kluyveromyces marxianus

Abstract

Comprender como una célula funciona, se adapta y sobrevive ha permitido la habilidad de monitorear y controlar el estado metabólico de las poblaciones celulares dictando la eficiencia diferentes bioprocesos. Las células son entidades que constantemente perciben y responden a señales externas para mantenimiento de su homeostasis, reflejando su naturaleza dinámica y dependiente de contexto. Estas respuestas se organizan en estados fisiológicos, los cuales reflejan la condición interna y el estado funcional celular en condiciones ambientales específicas. Para abordar este concepto, se evaluó el comportamiento de Saccharomyces cerevisiae y Kluyveromyces marxianus mediante análisis de expresión diferencial de datos públicos de RNA-seq y modelado metabólico a escala genómica. Siendo el objetivo de este trabajo la identificación de cambios en la expresión génica de tres estados clave en bioprocesos: Adaptación, Viabilidad y Vitalidad, con el propósito de delimitar las diferencias propias de cada uno de ellos, permitiendo robustecer los elementos necesarios para optimizar bioprocesos. Nuestros resultados arrojaron una aproximación a la delimitación de los estados fisiológicos, identificando genes potencialmente claves en el desarrollo de estos estados celulares asociados a procesos de reparación al DNA, regulación del ciclo celular, respuesta a estresores, actividad y eficiencia metabólica. Mientras que los cambios en los flujos metabólicos asociados a cada estado fisiológico reflejaron patrones de comportamiento distintos entre especies. Esta aproximación permitió un acercamiento a la delimitación de los estados fisiológicos y a demostrar que los cambios en la expresión génica responden a características propias de la especie, reflejando la capacidad de respuesta dinámica a exigencias fisiológicas y ambientales.