Ученые из Института Фрэнсиса Крика, под руководством доктора Зены Хадживасилиу и доктора Гарри Бута, добились значительных успехов в понимании эволюции генных сетей, которые формируют новые паттерны развития организмов. Их исследование, опубликованное в журнале PRX Life, проливает свет на ключевые механизмы, лежащие в основе биологического разнообразия и адаптации.
В центре внимания работы находятся генные регуляторные сети (ГРН) — сложные системы, управляющие экспрессией генов и определяющие развитие клеток и формирование структур организма. Эти сети, подобно алгоритмам, обеспечивают точное соблюдение временных и пространственных параметров, необходимых для правильного развития, включая появление уникальных признаков, таких как глазки на крыльях бабочек.
Используя передовые методы компьютерного моделирования, команда провела более 100 000 симуляций эволюции ГРН. Анализ данных показал, что в то время как незначительные генетические изменения могут тонко настраивать существующие паттерны, создание принципиально новых форм развития требует более масштабных трансформаций в самой структуре генной сети. Это подчеркивает, как даже малые эволюционные события могут оказывать глубокое и долгосрочное влияние на формирование многообразия жизни.
Доктор Хадживасилиу отметила важность этих выводов для понимания предсказуемости эволюционных процессов и влияния незначительных исторических изменений на долгосрочное развитие форм жизни. Доктор Бут добавил, что при работе с большими объемами данных случайные факторы нивелируются, выявляя фундаментальные закономерности этих сложных процессов. Публикация в PRX Life, издании, специализирующемся на количественной биологии и междисциплинарных исследованиях на стыке физики и наук о жизни, свидетельствует о высоком научном уровне работы.
Институт Фрэнсиса Крика, являясь одним из ведущих мировых центров биомедицинских исследований, создает среду для передовых открытий, расширяющих наше понимание фундаментальных основ жизни. Данное исследование открывает новые перспективы в понимании того, как биологические системы, управляемые сложными генетическими сетями, не только поддерживают свою функциональность, но и демонстрируют удивительную способность к эволюционному творчеству, порождая беспрецедентное разнообразие форм. Оно позволяет глубже осознать элегантность и взаимосвязанность процессов, формирующих живой мир, и способствует более глубокому пониманию нашего места в этой сложной и динамичной системе.