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 líquido rico en nutrientes genera una curva de crecimiento que presenta principalmente tres fases: fase de adaptación (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 parámetros cinéticos de crecimiento microbiano. La morfometría de las levaduras que se reproducen por gemación (con células madre y células hija) informa sobre el estado de las poblaciones y su capacidad productiva. Se han analizado de forma conjunta resultados experimentales en relación al número de células de S. cerevisiae creciendo en un medio de cultivo líquido cerrado con glucosa y con dos concentraciones diferentes de oxígeno (condiciones aerobias y microaerófilas), y un conjunto de imágenes digitales tomadas de estas células creciendo. Las distribuciones de valores obtenidos para los parámetros morfológicos de las células (área, perímetro, diámetro mayor, diámetro menor, circularidad y elongación) se han relacionado con las distintas fases de crecimiento identificadas con el modelo Buchanan ajustado. La utilización de un modelo de crecimiento poblacional y los parámetros cinéticos estimados junto con el análisis de imágenes digitales de células individuales ha generado una aproximación muy atractiva del sistema, permitiendo conjugar conceptos matemáticos y biológicos a la vez que realizar un estudio a dos niveles distintos del sistema, a nivel poblacional y a nivel individual.

Keywords

• Saccharomyces cerevisiae
• morfometría
• crecimiento microbiano
• modelo de Buchanan
• análisis de imágenes