Vincular mecánicamente la secuencia del genoma a fenotipos vegetales complejos requiere detalles bioquímicos y biofísicos significativos. Desafortunadamente, los modelos de redes reguladoras de genes de plantas representan sus componentes de ARN con unidades de masa arbitrarias. Esta práctica es heredado de la metodología experimental, donde la abundancia de ARN generalmente se normaliza a un estándar interno para la cuantificación, produciendo datos en unidades relativas arbitrarias.
El uso de unidades arbitrarias impide que los investigadores evalúen la validez de los valores y no proporciona los detalles bioquímicos y biofísicos necesarios para la ingeniería biológica.
Uriel Urquiza García, Investigador Postdoctoral de la Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, y Andrew Millar, profesor de la Universidad de Edimburgo, mejorar un modelo de red reguladora de genes de plantas existente del circuito del gen del reloj refactorizando el modelo para usar unidades de masa absoluta en su nuevo in silico Artículo de plantas.
Los autores centraron sus esfuerzos en un modelo de reloj matemático. “Los relojes de las plantas coordinan muchos procesos fisiológicos y de desarrollo. Los agricultores y criadores han ampliado la gama de cultivos de cereales hacia el norte, sin saber que estaban seleccionando mutaciones en los genes del reloj y relacionados con el reloj. Comprender el circuito del gen del reloj promete guiar el mejoramiento y/o la ingeniería de variedades de cultivos, para nuevas combinaciones de condiciones climáticas”, dice Millar.
Los autores refactorizaron un modelo de reloj existente, P2011, para usar valores absolutos de los niveles de ARNm del gen del reloj en unidades de transcritos de ARN por célula, que fueron publicado por su proyecto anterior “TiMet” (ver figura). El modelo alternativo resultante se denominó U2019. El modelo U2019 se actualizó aún más al incluir interacciones regulatorias circadianas adicionales para producir el modelo U2020.
Según Millar, «al recalibrar nuestros modelos en unidades absolutas de transcripciones por célula, fue posible comparar las tasas de transcripción modeladas con los datos bioquímicos medidos. Desafortunadamente, no disponíamos de datos fiables sobre las tasas de transcripción de plantas en general. Uriel combinó dos conjuntos de datos de la literatura para crear el conjunto de datos de referencia de las tasas de transcripción de plantas medidas que necesitábamos». Los autores encontraron una correlación altamente significativa entre los conjuntos de datos publicados, lo que permitió combinarlos para este propósito.
Probar las tasas de transcripción inferidas de los modelos en comparación con el conjunto de datos de referencia representa un avance en el realismo bioquímico para los modelos de regulación de genes de plantas.
ARTÍCULO DE INVESTIGACIÓN
Uriel Urquiza-García, Andrew J Millar, Probando las tasas de transcripción inferidas de un modelo dinámico de redes de genes en unidades absolutas, in silico Plants, Volumen 3, Número 2, 2021, diab022, https://doi.org/10.1093/insilicoplants/diab022
Los autores han adoptado un enfoque de ciencia abierta, por lo que se puede hacer referencia sin ambigüedades a su distribución de tasa de transcripción de referencia utilizando su identificador en la base de datos BioNumbers, BNID117324. Los datos, los modelos, el entorno computacional como un contenedor Docker y otros recursos están disponibles públicamente en el repositorio FAIRDOMHub.org, como una instantánea estática, estructurada de acuerdo con la jerarquía ISA estándar (doi: 10.15490/FAIRDOMHUB.1.INVESTIGACIÓN.170.3). Ver el artículo para obtener detalles adicionales.
