iCell: przetwarzania informacji w organizmach żywych. Rola struktury przestrzennej i hierarchii skal w sterowaniu procesami biofizycznymi w komórce.

Projekt iCELL proponuje rozwój nowatorskich ram teoretycznych do wieloskalowego modelowania organizmów żywych w kontekście przetwarzania informacji. Podstawowa informacja biologiczna zapisana jest w postaci cyfrowej w DNA (lub RNA w przypadku niektórych organizmów). Ta informacja określa aktywność wewnątrzkomórkowych szlaków sygnałowych definiując analogowe funkcjonowanie komórki, a w dalszej kolejności tkanki,narządu i w końcu całego organizmu. Celem projektu jest zapewnienie instrumentarium badawczego do badania procesów wieloskalowych w organizmach żywych, które to procesy są związane z przetwarzaniem informacji. Nasza propozycja badawcza związana jest z modelowaniem przejść między różnymi skalami, w szczególności jak informacja w skali mikro określa fenotyp w skali makro, ale również jak czynniki behawioralne związane z komunikacją między osobnikami tego samego gatunku lub innych utrwalają się na poziomie genetycznym. Planujemy zbudowanie sieciowego modelu na poziomie komórkowym reprezentującego wybrane o ziaływania między biomolekułami dla wybranych organizmów prokariotycznych i eukariotycznych. Prototypowy model sieciowy wzbogacimy o informację przestrzenną jak i kompartmentową o ich lokalizacji. Następnie przeanalizujemy obserwowane w komórkach biofizyczne zjawiska wieloskalowe, które są związane z przetwarzaniem informacji i komunikacją populacyjną oraz środowiskową. Nowy model komórkowy umieścimy w szerszym kontekście, wyróżniając poziom tkanek i organów ze szczególnym uwzględnieniem systemów neuronalnych, oraz zmian nowotworowych.