Caracterização e modelagem de redes biológicas

Resumo

Entender como sistemas biológicos tão complexos, como o pulmão e o cérebro, se organizam e se formam permanece um desafio para os cientistas. Nem todos os agentes que contribuem para o processo de formação dessas estruturas são conhecidos. Recentemente, foram dados os primeiros passos para desvendar alguns desses mecanismos de desenvolvimento. O mapeamento genético tem revelado como regras aparentemente simples são capazes de transformar, por exemplo, um único tubo primordial constituído por uma única camada epitelial, em uma estrutura complexa, com mais de um milhão de ramificações, como o pulmão. Neste projeto de doutorado pretendemos estudar e caracterizar diversas estruturas biológicas ao longo do seu desenvolvimento. Em particular, estaremos interessados em estruturas ramificadas, que podem ser mapeadas em redes geográficas tridimensionais. Dentre outros métodos, pretendemos caracterizar estas estruturas utilizando conceitos de redes complexas, visualização 3D e geometrias diferencial e discreta, sendo que as duas primeiras abordagens têm sido desenvolvidas com sucesso pelo Prof. Luciano, inclusive como parte do programa de mestrado do solicitante. Por fim, propomos a construção de modelos que reproduzam ao menos qualitativamente as características dos sistemas biológicos reais. (AU)