Dr. Gašper Tkačik: Pretok informacij in optimizacija v genetskih mrežah
Pred predavanjem vse udeležence vabimo na čaj!
Povzetek:
Pretok informacij in optimizacija v genetskih mrežah
Dr. Gašper Tkačik, Physics Department, University of Pennsylvania, Philadelphia
Zanesljivost genetskega regulacijskega aparata je pod močno naravnoselekcijo: celice skušajo z omejenim številom signalnih proteinov in navkljub ireducibilnim virom šuma čim bolj natančno uravnavati svoj cikel delitve, diferenciacijo, odzive na zunanje dražljaje itd. Predstavljeno delo predstavlja prvi korak v smeri formalizacije te ideje in osvetljuje, kako lahko "nezanesljivi" biološki gradniki vseeno zanesljivo vodijo komplicirane procese, kot so razvoj večceličnega organizma s specializiranimi organi iz ene same zarodkovne celice.
V seminarju bom predstavil, kako lahko uporabimo informacijsko teorijo, sprva zasnovano za matematični opis prenosa telefonskih signalov po zašumljenih vodnikih, za opis genetske regulacije. Na podlagi novih biofizikalnih poskusov, s katerimi je mogoče izmeriti odzive genov na spremembe v koncentraciji njihovih regulatorjev, informacijska teorija napove, koliko bitov (in na kakšen način) se lahko maksimalno prenese med koncentracijami regulatorjev in med geni, ki jih le-ti regulirajo. Meritve med embrionalnim razvojem v vinski mušici se skladajo s teoretično napovedanim optimalnim obnašanjem sistema in kažejo, da lahko biološki sistem realizira 90% napovedanega maksimuma.
