<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN">
<HTML><HEAD>
<META http-equiv=Content-Type content="text/html; charset=iso-8859-1">
<META content="MSHTML 6.00.2743.600" name=GENERATOR>
<STYLE></STYLE>
</HEAD>
<BODY bgColor=#ffffff>
<DIV><FONT face=Arial size=2>Presentación de Tesis de Licenciatura en Ciencias 
de la Computación</FONT></DIV>
<DIV>&nbsp;</DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; “Learning 
Robust Dynamics in Bacterial 
<BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Regulatory Networks 
Using GENIE”</FONT></DIV>
<DIV>&nbsp;</DIV><FONT face=Arial size=2>
<DIV><BR>Alumno:&nbsp;&nbsp;&nbsp;Patricio Traverso<BR>Director:&nbsp;&nbsp; 
Igor Zwir</DIV>
<DIV>&nbsp;</DIV>
<DIV>Jurados:&nbsp;&nbsp; Pablo Jacovkis,&nbsp; Alberto Kornblihtt , Irene 
Loiseau</DIV>
<DIV>&nbsp;</DIV>
<DIV>Jueves 2 de septiembre, 15:30 hs, aula a confirmar.</DIV>
<DIV>&nbsp;</DIV>
<DIV>Están todos invitados.</DIV>
<DIV>&nbsp;</DIV>
<DIV><BR>ABSTRACT:</DIV>
<DIV>&nbsp;</DIV>
<DIV>One of the big challenges of the post genomic era is determining<BR>when, 
where and for how long genes are turned on or off. Gene<BR>expression is 
determined by protein-protein interactions among<BR>regulatory proteins and with 
RNA polymerase(s), and protein-DNA<BR>interactions of these trans-acting factors 
with cis-acting DNA<BR>sequences in the promoters of regulated genes. These 
interactions<BR>define complex genetic networks, which designs have 
motivated<BR>researchers to draw direct analogies with established 
techniques<BR>in electrical engineering. As with the construction of 
electrical<BR>circuits, the gene circuit approach uses mathematical 
and<BR>computational tools in the construction and posterior analysis of<BR>a 
proposed network diagram. So far, the qualitative agreement<BR>between model and 
experiment in a series of studies depends both<BR>on the design of the network 
topology, which most of the times<BR>includes uncertain connections between 
genes, as well as on the<BR>dynamic behavior of the network, which is affected 
by the<BR>ambiguity inherent to the biological processes (e.g., monomer 
or<BR>dimer binding of promoters, enzymes having kinase and/or<BR>phosphatase 
activities, etc.) and the mathematical models used to<BR>represent them (e.g., 
Boolean or continuous models; reverse or<BR>forward algorithms).&nbsp; Moreover, 
the number of genes considered in<BR>the networks is usually large compared to 
the number of the<BR>available measurements (e.g., time-point expression), thus, 
more<BR>than one possible model may be consistent with the subjacent 
data.<BR>Finally, the data always contains a substantial amount of 
noise,<BR>provided by the systematic variability of the experiments, which<BR>in 
addition to previous problems, makes it difficult to deduce 
the<BR>implications&nbsp; of the underlying logic of genetic networks 
through<BR>experimental techniques alone.</DIV>
<DIV>&nbsp;</DIV>
<DIV>We propose a methodology, termed GENIE for Gene Expression<BR>Networks 
Iterative Explorer, that embraces the uncertainty<BR>inherent to the biological 
problem and the imprecision of their<BR>underlined mathematical models by using 
an iterative approach.<BR>First, GENIE proposes a network topology based on DNA 
sequence<BR>analysis of transcription factor interactions, which, 
together<BR>with previous knowledge from the literature, constitute the 
raw<BR>material for the architecture design.&nbsp; Second, we transform 
the<BR>hypothesis provided by the network topology, by means of its<BR>possible 
chemical reactions and physical constraints, into a<BR>system of nonlinear 
ordinary differential equations, whose<BR>variables are concentrations of 
proteins, mRNA, etc.&nbsp; Rather than<BR>advocating a single, definitive model 
of the genetic network, we<BR>describe a variety of models that have different 
strengths,<BR>weaknesses and domains of applicability. Third, the network 
models<BR>are evaluated by testing the ability to reproduce the 
behavior<BR>observed in vivo of their subjacent non-linear models, 
each<BR>characterizing the time-dependent change in concentration of 
the<BR>components, including kinase, phosphatase, and 
transcription<BR>activities. Fourth, the successful models are tested 
by<BR>considering different emergent systemic properties, such as<BR>flexibility 
to reproduce all possible functional patterns, and<BR>robustness to changes in 
parameters and initial conditions. Fifth,<BR>we revisit the original topology 
and iterate, developing adaptive<BR>models of genetic networks.&nbsp; Finally, a 
decision making process<BR>reveals the most realistic models, which are examined 
by a<BR>datamining process providing substantial insights from the 
modeled<BR>genetic systems.</DIV>
<DIV>&nbsp;</DIV>
<DIV>We applied GENIE to uncover regulatory networks in the enteric<BR>bacteria 
Salmonella enterica serovar Typhimurium by focusing on<BR>the PhoP/PhoQ and 
PmrA/PmrB two-component systems, which govern<BR>virulence and the adaptation to 
low Mg2+ and high Fe3+<BR>environments, respectively.&nbsp; The study of the 
PhoP regulon<BR>constitutes a special challenge due to the multiplicity 
of<BR>PhoP-controlled targets, and the connectivity of the PhoP/PhoQ<BR>system 
with other two-component systems, such as PmrA/PmrB,<BR>transcriptional 
regulators, and alternative RNA polymerase sigma<BR>factors.&nbsp; We verified 
our predictions by investigating<BR>transcription and PhoP and PmrA protein 
binding to the identified<BR>promoters in vivo.</DIV>
<DIV>&nbsp;</DIV>
<DIV><BR></FONT>&nbsp;</DIV>
<DIV><FONT face=Arial size=2>Igor Zwir<BR>Howard Hughes Medical 
Institute<BR>Department of Molecular Microbiology, Box 8230<BR>Washington 
University School of Medicine<BR>St. Louis, MO 63110-1093 USA<BR>Phone, lab: 
(314)-362-3691<BR>FAX: (314)-747-8228<BR>email: <A 
href="mailto:zwir@borcim.wustl.edu">zwir@borcim.wustl.edu</A><BR><A 
href="http://www.microbiology.wustl.edu/dept/postdoc/zwir">http://www.microbiology.wustl.edu/dept/postdoc/zwir</A></FONT></DIV></BODY></HTML>