Le Dr Araujo, de la QUT Faculty of Mathematical Sciences, a déclaré que les résultats de la recherche représentaient un modèle pour les réseaux de signalisation capables d’adaptation dans tous les domaines de la vie et pour la conception de biosystèmes synthétiques.
“Notre étude considère un processus appelé adaptation parfaite robuste (RPA) par lequel les systèmes biologiques, des cellules individuelles aux organismes entiers, maintiennent des molécules importantes dans des plages de concentration étroites malgré le bombardement continu de perturbations du système”, a déclaré le Dr Araujo.
“Jusqu’à présent, personne n’avait de moyen général d’expliquer comment ce processus vital était orchestré au niveau moléculaire à travers les réseaux vastes, complexes et souvent très complexes de réactions chimiques entre différents styles de molécules, principalement des protéines.
“Nous avons maintenant résolu ce problème, après avoir découvert des principes fondamentaux de conception au niveau moléculaire qui organisent toutes les formes de complexité biologique en constructions de réaction chimique favorisant la robustesse et, finalement, favorisant la survie.”
Le Dr Araujo a déclaré qu’ils avaient découvert que des collections de molécules en interaction dans des systèmes vivants ne peuvent pas simplement «transmettre» des signaux biochimiques, mais doivent en fait effectuer des «calculs» sur ces signaux.
“Ces interactions intermoléculaires complexes doivent mettre en œuvre un kind particulier de régulation connu sous le nom de contrôle intégral – une stratégie de conception connue des ingénieurs depuis près d’un siècle.
“Cependant, les réseaux de signalisation dans la character sont très différents, ayant évolué pour s’appuyer sur les interactions physiques entre des molécules discrètes. Ainsi, les” remedies “de la character fonctionnent à travers des collections d’interactions remarquables et très complexes, sans les composants de calcul intégral spécialement conçus par l’ingénierie, et souvent sans boucles de rétroaction.
“Nous montrons que les constructions de réseaux moléculaires utilisent une forme de contrôle intégral dans laquelle plusieurs intégrales indépendantes, chacune avec une composition très spéciale et straightforward, peuvent collaborer pour conférer la capacité d’adaptation à des molécules spécifiques.
“En utilisant un algorithme algébrique basé sur cette découverte, nous avons pu démontrer l’existence d’intégrales intégrées dans des réseaux de réactions chimiques biologiquement importants dont la capacité à présenter une adaptation n’aurait jamais pu être expliquée auparavant par une méthode systématique.”
Le professeur Liotta a déclaré que la quête pour découvrir les principes de conception fondamentaux des systèmes biologiques dans la character est considérée comme l’un des grands défis les moreover importants et les plus ambitieux des sciences de la vie.
“Sur la foundation de cette nouvelle recherche révolutionnaire, la RPA est actuellement la seule réponse biologique clé pour laquelle il existe désormais un cadre explicatif universel.
“C’est un cadre qui impose des critères de conception stricts et inviolables sur des réseaux arbitrairement grands et complexes, et qui tient désormais compte des subtilités des interactions intermoléculaires complexes à l’échelle microscopique du réseau.
“Sur le program pratique, cette découverte pourrait fournir une approche complètement nouvelle pour relever les grands défis de la médecine personnalisée tels que la résistance aux médicaments anticancéreux, la toxicomanie et les maladies vehicle-immunes.”