Enrique Hernández Lemus
Instituto Nacional de Medicina Genómica
Título: Trayectorias de diferenciación celular usando formalismos de tipo Fokker–Planck y datos de genómica de células únicas
Resumen: La biología de células únicas ha revelado que los tejidos biológicos no constituyen entidades homogéneas, sino poblaciones dinámicas de estados celulares en constante transición. Este cambio de paradigma plantea una pregunta fundamental: ¿cómo describir matemáticamente la diferenciación celular cuando sólo observamos instantáneas discretas de un proceso intrínsecamente dinámico y estocástico?
En este seminario se propone interpretar la diferenciación celular desde la perspectiva de la física estadística, considerando a las células como realizaciones individuales de un sistema complejo cuya dinámica colectiva puede describirse mediante distribuciones de probabilidad en un espacio de estados de expresión génica. Bajo esta visión, los estados celulares forman un paisaje dinámico donde la diferenciación emerge como un flujo probabilístico gobernado por fuerzas efectivas de deriva y fluctuaciones moleculares inherentes al sistema biológico.
Se introduce un formalismo inspirado en ecuaciones tipo Fokker–Planck para modelar la evolución de poblaciones celulares en espacios fenotípicos de alta dimensión reconstruidos a partir de datos de transcriptómica unicelular. Este enfoque permite reinterpretar conceptos clásicos (por ejemplo, potencial celular, estabilidad fenotípica y destino celular) como propiedades geométricas y dinámicas de un campo probabilístico subyacente. Herramientas contemporáneas como RNA velocity, reducción dimensional y estimación de densidades se integran dentro de un marco unificado que conecta los datos experimentales de las tecnologías ómicas con la física fuera de equilibrio y los procesos estocásticos.
Más allá de su formulación técnica, discutiré algunas implicaciones conceptuales de describir la biología celular mediante leyes estadísticas efectivas: la transición desde descripciones deterministas hacia enfoques probabilísticos, la emergencia de comportamiento colectivo a partir de interacciones moleculares microscópicas y el papel creciente de la interdisciplinariedad entre la física, las matemáticas, las ciencias computacionales y la biología en la comprensión de sistemas vivos complejo
