La secuenciación del genoma ha revolucionado la genética. También requiere nuevas herramientas matemáticas para ayudar a los científicos de la vida a dar sentido a enormes cantidades de datos. Aplicando nuevas matemáticas, Kristina Crona, profesora asistente de la Universidad Americana que investiga en el área de la biología matemática, y sus colegasmuestre cómo la clasificación de los mutantes patógenos puede ayudar a los científicos a comprender cómo evolucionan los mutantes para resistir los tratamientos farmacológicos. Esta línea de investigación podría tener implicaciones para el tratamiento de enfermedades que pueden resistir los tratamientos farmacológicos, como el VIH y la malaria.
en un nuevo artículo, publicado en la revista eLife , los investigadores muestran que el orden de clasificación es una forma de identificar interacciones genéticas complejas. Los métodos convencionales para identificar interacciones genéticas complejas se basan en mediciones precisas de la aptitud genética de los mutantes. Sin embargo, las medidas de aptitud no se aplican fácilmente, y no siempreconfiable. Por el contrario, el método de orden de clasificación funciona, incluso si los datos están incompletos.
Antes de la publicación en eLife , Crona presentó los resultados en una conferencia académica. Ninguno de los biólogos de la audiencia había oído hablar de la herramienta matemática que usa para analizar los órdenes de rango. Al final de su charla, todos entendieron cómo usar la herramienta para identificar genes complejosinteracciones. El nuevo atajo fue recibido con entusiasmo. Y las matemáticas son fáciles.
"Son matemáticas de jardín de infantes", explicó Crona.
Crona usa "palabras Dyck", una fórmula que lleva el nombre del matemático alemán del siglo XIX Walther Franz Anton von Dyck, para unir el genotipo con las letras. Las letras "x" e "y" se asignan a los mutantes patógenos.los mutantes triples corresponden a "x", y los mutantes no mutados, dobles y de cuatro tuplas corresponden a "y". El número impar de mutaciones produce "x" y los números pares producen "y". Los mutantes en el orden se clasifican de alto abajo estado físico.
"De izquierda a derecha, contamos x's e y's. Si siempre hay más x's, o el mismo número de mutantes son x's, entonces lo que obtienes es una palabra Dyck. Esto significa que uno puede ver que se trata de uninteracción genética compleja ", dijo Crona.
Las interacciones genéticas complejas involucran tres o más mutaciones en un patógeno. Es en interacciones genéticas complejas cuando los patógenos tienen mayor aptitud y evolucionan peligrosamente, como un patógeno lo suficientemente fuerte como para resistir a los antibióticos. Los investigadores identificaron interacciones complejas de genes que involucran tres o másmutaciones para el VIH; un parásito que causa la malaria; el tipo de hongo que causa el moho negro en las frutas y verduras; y una familia de mutaciones genéticas que contribuyen a la resistencia a los antibióticos.
Crona comenzó a pensar en las órdenes de rango mientras trabajaba con la bióloga Miriam Barlow en el problema del ciclo de los antibióticos, mediante el cual los médicos del hospital rotan diferentes antibióticos para frustrar las infecciones del paciente. Intentando ayudar a los médicos a maximizar la efectividad de los antibióticos, el equipo creó un software llamado "Time Machine""que utiliza las probabilidades y rebobina la evolución de las bacterias para verificar las opciones de tratamiento para 15 antibióticos utilizados para combatir infecciones comunes. Crona notó que las órdenes de clasificación eran sorprendentemente sólidas. Los números salieron un poco diferentes en cada experimento, pero los mutantes más peligrosos siempre fueronpeligroso e inofensivo siempre inofensivo.
¿Podría el orden de clasificación ayudar a los médicos? Crona cree que sí. En el futuro, en medicina, los médicos podrán aprovechar las complejas interacciones genéticas cuando desarrollen planes de tratamiento. El orden de clasificación puede ayudar a cortar la cadena de eventos en la evolución deun patógeno peligroso. La prevención de mutantes intermedios menores podría detener la evolución de un patógeno, dijo Crona.
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Materiales proporcionados por Universidad Americana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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