Effects of receptor clustering on information transmission in Escherichia coli chemotaxis

Abstract

"Quimiotaxis es uno de los sistemas de señalización de referencia en bacterias y gracias a ésta la célula se mueve en función de gradientes de concentración en el ambiente. Una de sus principales características, le permite a la célula tener una corta memoria espacio-temporal de los cambios en las concentraciones. La metilación y demetilación de receptores transmembranales es la forma más conocida de alcanzar adaptación. Sin embargo, evidencia más reciente ha mostrado que también se puede deber a otros procesos como el agrupamiento de receptores (clustering). En este estudio, investigamos el rol del agrupamiento de receptores en la transducción de la señal intracelularmente en la quimiotaxis de Escherichia coli . Como estábamos interesados en entender cómo cambiaba la transmisión de información de una manera cuantitativa usamos Teoría de la Información para analizar el sistema, específicamente Información Mutua(MI). Para modelar la ruta de señalización usamos un sistema de ecuaciones diferenciales con las que hicimos simulaciones deterministas y estocásticas." -- Tomado del formato de documento de grado

"Chemotaxis is one of the most studied signaling systems in bacteria. This pathway allows the cell to move depending on the concentration gradients. Thanks to one of its main characteristics, adaptation, the cell can have a short-term memory about temporal change in the concentration of the sensed ligand in which proteins such as CheA are supposed to come back to the prestimulus level if the concentration does not change over time. Methylation and demethylation of receptors is the most well known way to achieve this. However, more recent evidence has shown that this behavior may also be due to other processes such as receptor clustering. In this study, we address the role of receptor clustering in intracellular signal transduction within Escherichia coli and how it affects adaptation in the cell. As we were interested in understanding how the transmission of information changed in a quantitative way due to clustering, we used a Information Theory analysis of the system, specifically Mutual Information (MI). To model the signaling path, we used a system of differential equations from which we made deterministic and stochastic simulations." -- Tomado del formato de documento de grado