研究人员概述了更好地理解遗传学的博弈论方法
博弈论原理提供了理解遗传行为的新方法,两位研究人员在发表在《皇家学会界面杂志》上的一项新分析中得出结论。它的工作开启了通过新的科学视角理解生物过程,特别是生物化学的可能性。
该探索考虑了信号博弈论,其中涉及寻求回报的发送方和接收方交互。
“将基因作为信号游戏参与者的观点有效地激发了基因的活力,并赋予了基因简单的效用和策略——因此,赋予了它们独特的个性,”纽约大学科朗数学科学研究所教授布巴内斯瓦尔“巴德”米什拉解释说,他共同与波多黎各大学副教授史蒂文·梅西 (Steven Massey) 共同撰写了分析报告。“在这种观点中,基因组具有分子社会的特征,充满了欺骗、模仿、合作和竞争——与人类社会不同。这为传统的生命观及其组成的相互作用增添了一种庄严感。”
研究人员注意到信号博弈论在不同领域的悠久历史。
“信号博弈论是在经济学和生物学中发展起来的,随后在智能合约、隐私、身份系统和网络安全的设计中得到了应用,”梅西和米什拉写道。
The Journal of the Royal Society Interface文章代表了信号博弈论在生物化学中的应用。
Massey 和 Mishra 依靠现有的研究,提出了一种将生物化学视为基因与其相关大分子之间的信号游戏的新观点。在数学上,它模拟了发送者和接收者(都是生物大分子)之间的相互作用,其中发送者拥有重要信息并向接收者发出信号以采取行动。
例如,大分子向与其结合的其他大分子发出信号,然后进行生化反应。身份的交流开启了与人类相关的某些行为的可能性——例如基因参与者之间发生的分子“欺骗”。
特别值得注意的是,信号博弈论表明,在各方之间存在利益冲突的情况下,欺骗是预期的。在生物化学的情况下,这可以通过“自私”元素(例如,转座子,它们是改变其在基因组中的位置的 DNA 序列)、病原体以及发生在性别和父母之间的基因之间的冲突实例的活动来观察和他们的后代。
“遗传密码的进化和导致当今生命形式的许多其他主要进化转变可能与大分子之间信号约定的进化以及自私实体或病原体颠覆的可能性有关,”米什拉解释说。“值得注意的是,分子欺骗的发生导致了‘分子制裁’机制的演变,以控制违规行为。”
“分子制裁”是 Mishra 和 Massey 开发的一个新概念,源自博弈论,描述了对表现出对整个基因组不利的“反社会”行为的基因参与者的惩罚。
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