nueva página del texto (beta)
Español (pdf)
Artículo en XML
Referencias del artículo
Traducción automática
Enviar artículo por email
Permalink
Texto completo disponible sólo en PDF.
Servicios Personalizados
Revista
Articulo
Indicadores
-
Citado por SciELO -
Accesos
Links relacionados
-
Similares en
SciELO
Compartir
TIP. Revista especializada en ciencias químico-biológicas
versión impresa ISSN 1405-888X
TIP vol.10 no.1 Ciudad de México jun. 2007
Artículos originales
Modelando el crecimiento de neuritas
Modeling neurite growth
1Instituto de Física, UNAM. Apdo. Postal 20-364, México 01000, DF.
2Facultad de Medicina, UNAM, México 04510, D.F.
El funcionamiento adecuado del sistema nervioso de un organismo, aun desde su estado embrionario, requiere que las neuronas establezcan conexiones específicas con otras neuronas o tejidos. Dado que una red neuronal contiene un número inmenso de neuronas, encontrar el camino correcto para cada una de ellas es claramente un fenómeno complejo, en el que participan muchos procesos. En este artículo estudiamos el crecimiento de neuritas in vitro, y nos enfocamos en los efectos que tienen diversos factores químicos en el medio de cultivo. Construimos un modelo teórico para explicar las diferencias encontradas en medios químicos diferentes. Simulaciones numéricas reproducen las observaciones y permiten predecir la forma como actúan diversas substancias químicas en el crecimiento y la conexión de neuritas.
Palabras Clave: Cultivos de células; difusión anómala; guías de axones; patrones de Turing; redes de neuronas
The correct functioning of the nervous system, even from early embrio stages, requires that neurons establish specific connections with other neurons or tissues. Since a neuronal network consists of an enormous number neurons, finding the correct pathway for each one of them clearly constitutes a problem of morphogenesis. In this article we study experimentally neurite growth using various culture media, and construct a theoretical model to explain the experimental results. Numerical simulations reproduce the observations and allow to predict the existence and functioning of chemicals which are important in neurite growth and guidance to attain connections.
Key Words: Cell culture; anomalous diffusion; axon guidance; Turing patters; neuronal network
Agradecimientos
Se agradece el soporte financiero a través del proyecto F-40416 de CONACyT. Los experimentos fueron realizados en la Facultad de Medicina de la UNAM.
Referencias
1. Rozada, I. Redes exponenciales ordenadas. Tesis de Licenciatura en Física, UNAM (2004). ≈ 60 págs. [ Links ]
2. Gordon-Weeks, P.R. Neuronal growth cones Cambridge: Cambridge University Press (2000). [ Links ]
3. Turing, A. The chemical basis of morphogenesis. Phil Trans. R. Soc. Lond. Β237, 37 (1952). [ Links ]
4. Zhou, F.Q., Waterman-Storer, CM. & Cohan, C.S. Focal loss of actin bundles causes microtubule redistribution and growth cone turning. J. Cell. Biol. 157, 839-849 (2002). [ Links ]
5. Zheng, J.G., Felder, M., Conner, J.A. & Poo, M.M. Turning of growth cones induced by neurotransmitters. Nature 368, 140-144 (1994). [ Links ]
6. Zheng, J.G., Wan, J.J. & Poo, M.M. Essential role of filopodia in chemo tropic turning of nerve growth cone induced by a glutamate gradient. J Neurosci 16, 1140-1149 (1996). [ Links ]
7. Song, HJ., Ming, G.L. & Poo, M.M. cAMP-induced switching in turning direction of nerve growth cones. Nature 388, 275-279 (1997). [ Links ]
8. Parent, CA. & Devreotes, P.N. A cell's sense of direction. Science 284,765-770 (1999). [ Links ]
9. Tessier-Lavigne, M. & Goodman, C.S. The molecular biology of axon guidance. Science 274, 11-23 (1996). [ Links ]
10. Wilkinson, D.G. Topographic mapping: Organising by repulsion and competition. Curr. Biol. 10, R447-R451 (2000). [ Links ]
11. Klein, R. Excitatory Eph receptors and adhesive ephrin ligands. Curr. Opin. Cell Biol. 13, 196-203 (2001). [ Links ]
12. Brose, K., et al. Slit proteins bind Robo receptors and have an evolutionarily conserved role in repulsive axon guidance. Cell 96, 795-806 (1999). [ Links ]
13. Marti, E & Bovolenta, P. Sonic hedgehog in CNS development: one signal, multiple outputs. Trends Neurosci. 25(2), 89-96 (2002). [ Links ]
14. Ingham, P.W. & McMahon, A.P. Hedgehog signaling in animal development: paradigms and principles. Genes Dev. 15(23) , 3059-3087 (2001). [ Links ]
15. Zou, Y. Signaling in axon guidance. Trends Neurosci. 27(9), 528-532 (2004). [ Links ]
16. Augsburger, A., Schuchardt, A., Hoskins, S., Dodd, J. & Butler, S. BMPs as mediators of roof plate repulsion of commissural neurons. Neuron. 24(1), 127-141 (1999). [ Links ]
17. Gray, P. & Scott, S.K. Autocatalitic reactions in the isothermal continuous stirred tank reactor - oscillations and instabilities in the system A+2B → 3B and B → C. Chem. Eng. Sci. 39,1087 (1984). [ Links ]
18. Pearson, J.E. Complex Patterns in a simple systems. Science 261, 189 (1993). [ Links ]
19. Krottje, J.K. & Van Ooyen, A. A mathematical framework for modelling axon guidance. Bulletin of Mathematical Biology (2006) (in press). [ Links ]
20. Sick, S., Reinker, S, Timmer, J. & Schlake, T. WNT and DDK determine hair follicle spacing through a reaction-diffusion mechanism. Science 314, 1447-1450 (2006). [ Links ]
21. Huber, A.B., Kolodkin, A.L., Ginty, D.D. & Cloutier, J .F. Signaling at the growth cone: Ligand-Receptor Complexes and the Control of Axon Growth and Guidance. Annu. Rev. Neurosci. 26, 509-563 (2003). [ Links ]
Recibido: 05 de Marzo de 2007; Aprobado: 08 de Junio de 2007
Este es un artículo publicado en acceso abierto bajo una licencia Creative Commons
