Modelización del crecimiento de una población microbiana en medio líquido y su implicación en el estudio de la morfología celular a través del análisis digital de imágenes

Abstract

Cuando la levadura crece en un medio liquido rico en nutrientes genera una curva de crecimiento que presenta principalmente tres fases: fase de adaptacion (o fase lag), fase exponencial (o fase log), y fase estacionaria. El modelo de Buchanan es un modelo lineal a trozos, simple pero suficientemente bueno para obtener estimaciones de los principales parametros cineticos de crecimiento microbiano. La morfometria de las levaduras que se reproducen por gemacion (con celulas madre y celulas hija) informa sobre el estado de las poblaciones y su capacidad productiva. Se han analizado de forma conjunta resultados experimentales en relacion al numero de celulas de S. cerevisiae creciendo en un medio de cultivo liquido cerrado con glucosa y con dos concentraciones diferentes de oxigeno (condiciones aerobias y microaerofilas), y un conjunto de imagenes digitales tomadas de estas celulas creciendo. Las distribuciones de valores obtenidos para los parametros morfologicos de las celulas (area, perimetro, diametro mayor, diametro menor, circularidad y elongacion) se han relacionado con las distintas fases de crecimiento identificadas con el modelo Buchanan ajustado. La utilizacion de un modelo de crecimiento poblacional y los parametros cineticos estimados junto con el analisis de imagenes digitales de celulas individuales ha generado una aproximacion muy atractiva del sistema, permitiendo conjugar conceptos matematicos y biologicos a la vez que realizar un estudio a dos niveles distintos del sistema, a nivel poblacional y a nivel individual.