Redes profundas de genes y respuesta al estrés
Autores: Vakulenko, Sergey; Grigoriev, Dmitry
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Redes profundas de genes y respuesta al estrés
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Sistemas
Ecuaciones diferenciales
Código genético
Atractores
Estabilidad de biosistemas
Regulación génica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
Consideramos sistemas de ecuaciones diferenciales con no linealidades polinómicas y racionales y con dependencia de un parámetro discreto. Estos sistemas surgen en aplicaciones biológicas y ecológicas, donde el parámetro discreto puede interpretarse como un código genético. El código genético define las respuestas del sistema a perturbaciones externas. Suponemos que estas respuestas están definidas por redes profundas. Investigamos la estabilidad de los atractores de nuestros sistemas bajo secuencias de perturbaciones (por ejemplo, tensiones inducidas por cambios ambientales) e introducimos un nuevo concepto de estabilidad de biosistema a través de la regulación génica. Mostramos que si la regulación génica está ausente, entonces los biosistemas tarde o temprano colapsan bajo fluctuaciones. Mediante una regulación genética, se puede proporcionar estabilidad de atractores durante largos periodos. Por lo tanto, en el marco de nuestro modelo, demostramos la hipótesis de Gromov-Carbone de que la evolución por replicación hace que los biosistemas sean robustos contra fluctuaciones aleatorias. Aplicamos estos resultados a un modelo de terapia inmune contra el cáncer.
Descripción
Consideramos sistemas de ecuaciones diferenciales con no linealidades polinómicas y racionales y con dependencia de un parámetro discreto. Estos sistemas surgen en aplicaciones biológicas y ecológicas, donde el parámetro discreto puede interpretarse como un código genético. El código genético define las respuestas del sistema a perturbaciones externas. Suponemos que estas respuestas están definidas por redes profundas. Investigamos la estabilidad de los atractores de nuestros sistemas bajo secuencias de perturbaciones (por ejemplo, tensiones inducidas por cambios ambientales) e introducimos un nuevo concepto de estabilidad de biosistema a través de la regulación génica. Mostramos que si la regulación génica está ausente, entonces los biosistemas tarde o temprano colapsan bajo fluctuaciones. Mediante una regulación genética, se puede proporcionar estabilidad de atractores durante largos periodos. Por lo tanto, en el marco de nuestro modelo, demostramos la hipótesis de Gromov-Carbone de que la evolución por replicación hace que los biosistemas sean robustos contra fluctuaciones aleatorias. Aplicamos estos resultados a un modelo de terapia inmune contra el cáncer.