Redes genéticas de frío y sequía muy diferentes

En las redes de genes, todo es ubicación, ubicación, ubicación


Crédito de la imagen: Los genes implicados en adaptaciones extremas de clima Arabidopsis thaliana ocupan de muy diferentes lugares en la red: los genes de clima frío (izquierda) están densamente agrupadas y altamente conectados en el centro; genes de sequía (derecha) se encuentran cerca de los puntos finales. (Scarpino)


Desde el aspecto hasta la resistencia, las adaptaciones de la naturaleza se retrotraen a las redes moleculares complejas de los seres vivos. Mejorar nuestra comprensión de cómo los genes dan lugar a adaptaciones externas puede depender de tres conceptos de la ciencia de las redes - Ubicación, ubicación, ubicación.
Tomemos el ejemplo de los humildes malezas invierno Arabidopsis thaliana, la primera especie de la planta en ser secuenciada genéticamente. Intentos experimentales anteriores para encontrar los orígenes genéticos de frío y el proyecto de la tolerancia de la planta se presentaron resultados idiosincrásicos.

En 2014, un grupo de trabajo del Santa Fe Institute co-organizado por Sam Scarpino, Jesse Lasky, David Des Marais, y Rafael Guerrero ayudó a dar sentido a los datos utilizando algoritmos de redes para analizar la red de activación genética de Arabidopsis - las vías químicas laberínticas de la expresión génica.
Resulta que los genes implicados en adaptaciones extremas de clima de la maleza ocupan muy diferentes lugares en la red: los genes fríos están densamente agrupadas y altamente conectados en el centro, y por lo tanto influyen en gran medida los genes más lejos a lo largo de las vías de expresión. Los genes de sequía, por el contrario, se encuentran cerca de los puntos finales.
En pocas palabras, "es la biología lo que es lo más importante", dice Scarpino, explicando que el conocimiento de la distribución de genes en una red molecular, y no sólo las estadísticas de la expresión génica, es crucial en la comprensión de las adaptaciones.
Con lo establecido, se sientan las bases para explicar el papel de las redes moleculares en la adaptación. El grupo de trabajo de Molecular Networks and Evolution Across Biological Scales Evolution (Redes Moleculares y Evolución Biológica entre Escalas de Evolución) se reunió de nuevo el mes pasado para desarrollar un marco teórico general, entonces probarlo utilizando experimentos de trasplante recíprocas de Arabidopsis y la hierba silvestre Brachypodium.

Santa Fe Institute