Revista de Ciencias Teóricas y Computacionales
Acceso abierto

abstracto

El papel del genotipo en la previsibilidad del comportamiento dinámico en redes reguladoras de genes de modelos complejos

Garte S y Albert A

Los modelos de redes reguladoras de genes (GRN) han demostrado ser útiles para comprender muchos aspectos del comportamiento altamente complejo de las redes de control biológico. Se utilizaron redes no booleanas generadas aleatoriamente en simulaciones experimentales para generar datos sobre fenotipos dinámicos en función de varios parámetros genotípicos. Presumimos que el componente topológico del genotipo en red podría ser un obstáculo para el descubrimiento de fórmulas matemáticas que puedan predecir ciertos parámetros fenotípicos. Nuestros datos apoyan esa hipótesis. Cuantificamos el efecto del genotipo topológico (TGE) y determinamos su influencia en varios fenotipos dinámicos en redes multigénicas simples y complejas. Para situaciones en las que la TGE era baja, fue posible inferir fórmulas para predecir algunos fenotipos con buena precisión en función del número de genes de la red, la densidad de interacción y las condiciones iniciales. Además de la formulación de estas relaciones matemáticas, encontramos una serie de propiedades dinámicas, incluidos los comportamientos de oscilación compleja, que dependían en gran medida de la topología del genotipo y para las cuales no se podían determinar tales fórmulas. Para las medidas integradas del estado de expresión génica, observamos una variedad de patrones de oscilación, que incluyen ciclos periódicos estables con una amplia variedad de duración del período, ciclos aperiódicos y dinámicas caóticas aparentes. Queda por determinar si estos resultados son aplicables a las redes biológicas de regulación de genes.