Principes van speltheorie bieden nieuwe manieren om genetisch gedrag te begrijpen, een paar onderzoekers hebben geconcludeerd in een nieuwe analyse die verschijnt in de Tijdschrift van de Royal Society Interface . Zijn werk opent de mogelijkheid om biologische processen te begrijpen, en specifiek biochemie, door een nieuwe wetenschappelijke lens.

De verkenning beschouwt het signaleren van speltheorie, die interactie van zender en ontvanger met zich meebrengt met beide op zoek naar uitbetalingen.

"De visie van genen als spelers in een signaleringsspel animeert genen effectief en verleent eenvoudige hulpprogramma's en strategieën - dus, unieke persoonlijkheden - op hen, " legt Bhubaneswar "Bud" Mishra uit, een professor aan het Courant Institute of Mathematical Sciences van de NYU, die samen met Steven Massey de analyse schreef, een universitair hoofddocent aan de Universiteit van Puerto Rico. "In deze weergave, het genoom heeft kenmerken van een moleculaire samenleving, compleet met bedrog, imitatie, medewerking, en concurrentie - niet anders dan de menselijke samenleving. Dit voegt een grootsheid toe aan een traditionele kijk op het leven en de interacties waaruit het bestaat."

De onderzoekers wijzen op de lange geschiedenis van het signaleren van speltheorie op verschillende gebieden.

"Signaalspeltheorie is ontwikkeld in economie en biologie en heeft vervolgens toepassingen gevonden in het ontwerpen van slimme contracten, privacy, identiteitssystemen en cyberbeveiliging, "Massey en Mishra schrijven.

De Tijdschrift van de Royal Society Interface stuk vertegenwoordigt de toepassing van signaalspeltheorie op biochemie.

Massey en Mishra, afgaand op bestaand onderzoek, stellen een nieuwe kijk op biochemie voor als een signaalspel tussen genen en hun geassocieerde macromoleculen. wiskundig, het modelleert een interactie tussen een zender en een ontvanger - beide biologische macromoleculen - waarbij de zender belangrijke informatie heeft en de ontvanger een signaal geeft om te handelen.

Bijvoorbeeld, de macromoleculen geven hun identiteit door aan andere macromoleculen die eraan binden, die vervolgens een biochemische reactie uitvoeren. De communicatie van identiteit opent de mogelijkheid van bepaald gedrag dat met mensen wordt geassocieerd, zoals moleculair 'bedrog' dat optreedt tussen genspelers.

Van bijzonder belang, signaleringsspeltheorie laat zien dat bedrog wordt verwacht in situaties waarin sprake is van belangenverstrengeling tussen partijen. In het geval van biochemie, dit kan worden waargenomen door de activiteit van "egoïstische" elementen (bijv. transposons, dat zijn DNA-sequenties die hun positie binnen het genoom veranderen), ziekteverwekkers, en gevallen van conflict tussen genen die optreden tussen geslachten en ouders en hun nakomelingen.

"De evolutie van de genetische code en veel van de andere belangrijke evolutionaire overgangen die hebben geleid tot hedendaagse levensvormen, kunnen verband houden met de evolutie van signaalconventies tussen macromoleculen, en de mogelijkheid van subversie door egoïstische entiteiten of pathogenen, " legt Mishra uit. "Met name, het optreden van moleculaire misleiding heeft geleid tot de evolutie van mechanismen van 'moleculaire sanctie' om het beledigende gedrag te beheersen."

"Moleculaire sanctionering" is een nieuw concept ontwikkeld door Mishra en Massey, afgeleid van de speltheorie, dat beschrijft de straf van genspelers die "asociaal" gedrag vertonen dat schadelijk is voor het genoom als geheel.