Ligar mecanicamente a sequência do genoma a fenótipos vegetais complexos requer detalhes bioquímicos e biofísicos significativos. Infelizmente, os modelos de rede reguladora de genes de plantas representam seus componentes de RNA com unidades de massa arbitrárias. Esta prática é herdado da metodologia experimental, onde a abundância de RNA é normalmente normalizada para um padrão interno de quantificação, gerando dados em unidades relativas arbitrárias.
O uso de unidades arbitrárias impede que os pesquisadores avaliem a validade dos valores e não fornecem os detalhes bioquímicos e biofísicos necessários para a engenharia biológica.
Uriel Urquiza García, pesquisador de pós-doutorado na Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, e Andrew Millar, professor da Universidade de Edimburgo, melhorar um modelo de rede reguladora de gene de planta existente do circuito de gene de relógio, refatorando o modelo para usar unidades de massa absoluta em seu novo in silico artigo Plantas.
Os autores concentraram seus esforços em um modelo de relógio matemático. “Os relógios vegetais coordenam muitos processos fisiológicos e de desenvolvimento. Agricultores e criadores ampliaram a variedade de cultivos de cereais para o norte, sem saber que estavam selecionando mutações em genes relacionados ao relógio. Compreender o circuito do gene do relógio promete orientar a criação e/ou engenharia de variedades de culturas, para novas combinações de condições climáticas”, diz Millar.
Os autores refatoraram um modelo de relógio existente, P2011, para usar valores absolutos dos níveis de mRNA do gene relógio em unidades de transcrições de RNA por célula, que foram publicado por seu projeto anterior “TiMet” (veja a figura). O modelo alternativo resultante foi denominado U2019. O modelo U2019 foi ainda mais atualizado, incluindo interações regulatórias circadianas adicionais para produzir o modelo U2020.
Segundo Millar, “ao recalibrarmos nossos modelos em unidades absolutas de transcritos por célula, tornou-se possível testar as taxas de transcrição modeladas em relação aos dados bioquímicos medidos. Infelizmente, não tínhamos dados de referência para taxas de transcrição em plantas em geral. Uriel combinou dois conjuntos de dados da literatura para criar o conjunto de dados de referência de taxas de transcrição em plantas medidas que precisávamos.” Os autores encontraram uma correlação altamente significativa entre os conjuntos de dados publicados, o que permitiu que os dados fossem combinados para esse fim.
Testar as taxas de transcrição inferidas dos modelos em comparação com o conjunto de dados de referência representa um avanço no realismo bioquímico para modelos de regulação de genes de plantas.
ARTIGO DE PESQUISA
Uriel Urquiza-García, Andrew J Millar, Testando as taxas de transcrição inferidas de um modelo dinâmico de rede de genes em unidades absolutas, in silico Plants, Volume 3, Edição 2, 2021, diab022, https://doi.org/10.1093/insilicoplants/diab022
Os autores adotaram uma abordagem de Ciência Aberta, de modo que sua distribuição de taxa de transcrição de referência pode ser referida de forma inequívoca usando seu identificador no banco de dados BioNumbers, BNID117324. Os dados, modelos, ambiente computacional como um contêiner Docker e outros recursos estão disponíveis publicamente no repositório FAIRDOMHub.org, como um Snapshot estático, estruturado de acordo com a hierarquia padrão ISA (doi: 10.15490/FAIRDOMHUB.1.INVESTIGAÇÃO.170.3). Vejo o artigo para obter detalhes adicionais.
