Integración de varias señales ambientales

Estoy buscando ejemplos de diferentes funciones que se ajusten bien a cómo se calculan las señales para responder al entorno. Hagamos mi pregunta más comprensible con un ejemplo...

Un ejemplo

Me han dicho (todavía no he encontrado un artículo) que en las plantas, para saber si está bajo la sombra de un árbol grande, la planta calcula esa relación de dos señales (intensidad UV sobre intensidad Infrarroja o algo similar) entonces que puede decidir si debe crecer o no hojas más grandes u otros atributos.

Este ejemplo de radiación vegetal sería un ejemplo de una especie que calcula la función S 1 S 2 (dónde S 1 y S 2 son dos tipos de señales) para tomar decisiones sobre su respuesta al entorno.

Pregunta

¿Puede darme ejemplos ( ejemplos con una diversidad de funciones diferentes, con diferentes números de señales diferentes ) de organismos que usan señales ambientales para responder de manera adaptativa a su entorno?

Por ejemplo, ¿me puede dar ejemplos de la respuesta adaptativa al entorno que están dando las siguientes funciones de 2 señales?

Rasgos continuos:

  • F ( S 1 , S 2 ) = S 1 + S 2
    • Producir un valor de rasgo en k 1 + k 2 ⋅ ( S 1 + S 2 )
  • F ( S 1 , S 2 ) = S 1 S 2
    • Producir un valor de rasgo en k 1 + k 2 ⋅ S 1 S 2
  • F ( S 1 , S 2 ) = S 1 2 ⋅ S 2
    • Producir un valor de rasgo en k 1 + k 2 ⋅ ( S 1 2 ⋅ S 2 )
  • F ( S 1 , S 2 ) = F tu norte A ( S 1 , S 2 )
    • Producir un valor de rasgo en k 1 + k 2 ⋅ S 1 si y si S 1 es detectado.
  • F ( S 1 , S 2 ) = F tu norte B ( S 1 , S 2 )
    • Producir un valor de rasgo en k 1 + k 2 ⋅ S 1 si y si S 1 < S 2 .

Características booleanas:

  • F ( S 1 , S 2 ) = O R ( S 1 , S 2 )
    • Si se detecta la señal 1 o la señal 2, produzca el rasgo
  • F ( S 1 , S 2 ) = A norte D ( S 1 , S 2 )
    • Si se detectan la señal 1 y la señal 2, se produce el rasgo
  • F ( S 1 , S 2 ) = F tu norte A ( S 1 , S 2 )
    • Sip S 1 < S 2 , producir el rasgo

, donde iffsignifica if and only ify k 1 y k 2 son valores constantes.

Lo que NO estoy preguntando

NO estoy interesado en la descripción precisa de la transducción de señales (Descripción de la cascada de quinasas y nombres de los genes y factores de transcripción). Estoy interesado en tener ejemplos de funciones matemáticas que son calculadas por la célula para tomar decisiones sobre qué fenotipo producir (plasticidad).

Para mí, no está claro si está preguntando por casos en los que tenemos una razón/comprensión mecanicista para asumir una función particular (es decir, una comprensión básica de cómo se integra y pondera la información), o simplemente casos en los que una función particular muestra un buen ajuste fenomenológico. a los datos (o ambos). En el ejemplo que das (crecimiento de hojas), sin saber nada de este caso en particular, ambas me podrían parecer plausibles. Mi punto es que cualquier modelo estadístico que relacione los impulsores ambientales con una respuesta puede verse como un ejemplo de una función integradora...[cnd]
[cnd:] ..., pero en esos casos no necesariamente sabemos cómo se ejecuta la integración, o incluso si se lleva a cabo en el organismo focal. Algunos factores también podrían estar mediados por especies que interactúan.
@fileunderwater Tienes un buen punto de hecho. No he pensado en eso. Iré por el ajuste estadístico a los datos. Reescribí mi pregunta para aclarar este punto. Gracias. Avísame si algo aún no está claro. Le invito a editar mi pregunta si cree que puede mejorarla de acuerdo con mis necesidades.
En ese caso, encuentro que la Q es extremadamente amplia, ya que básicamente cualquier modelo ajustado estadísticamente que relacione una respuesta (fisiológica, reproductiva, etc.) a uno o varios factores ambientales servirá como respuesta. Examinando la literatura, encontrará ejemplos compatibles de casi cualquier cosa, desde regresiones simples, regresiones múltiples, relaciones cuadráticas, respuestas no lineales, funciones personalizadas y una combinación de todo lo anterior. Ciertamente, es posible responder la Q con ejemplos, pero no sé qué constituiría una buena respuesta, excepto tal vez dar una taxonomía de funciones, incluidos ejemplos.
Creo que entiendo lo que quieres decir y veo cuál es el lado depresivo de mi pregunta. No creo que sea fácil encontrar un ejemplo donde la función sea complicada (algo así como S 1 + S 2 S 3 2 o incluso algo como S 1 S 2 ). La respuesta perfecta contendría muchos ejemplos referenciados donde las diferentes funciones encajan en la forma en que las señales ambientales predicen el entorno.

Respuestas (1)

Lo que busca suena como el mecanismo de un detector de cambio de pliegue . Recomendaría mirar estos dos documentos:

El bucle feedforward incoherente puede proporcionar detección de cambio de pliegue en la regulación de genes

Como ejemplo de este funcionamiento en un sistema real, recomiendo mirar la ruta NFkB, como lo detalló recientemente Suzanne Gaudet:

El cambio de pliegue de NF-κB nuclear determina la transcripción inducida por TNF en células individuales

Aquí hay algunos otros que encontré simplemente buscando "Detección de cambio de pliegue"

Comparación de manzanas y naranjas: detección de cambio de pliegue de múltiples entradas simultáneas

http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0057455

Detección eficiente de cambio de pliegue basada en interacciones proteína-proteína

Estoy seguro de que al mirar los documentos a los que se hace referencia en lo anterior, también puede encontrar más ejemplos.

¡Gracias! Parece muy interesante, no conocía este tipo de señal. Creo que tu respuesta responde parcialmente a mi pregunta. El detector de cambio de pliegue podría considerarse como un tipo de función que me interesa. Como fileunderwater se quejó de mi pregunta, es posible que, de hecho, esta publicación sea difícil de responder porque está mal definida. Doy la bienvenida a preguntas y comentarios que me ayuden a mejorar mi pregunta.
No creo que ningún otro tipo de función, que no esté clasificada como detector de cambio de plegado, satisfaga sus requisitos. De hecho, el ejemplo que diste (de radiación vegetal) es exactamente este.
¿en serio? Ok, probablemente entendí mal el concepto de detector de cambio de pliegue entonces. Pensé que un detector de cambio de pliegue es el tipo de detector que no solo detecta el valor absoluto de una señal, sino que también detecta un cambio en la intensidad de la señal. De modo que el concepto de detección de cambio de pliegue no tendría relación con la forma en que se calculan varias señales para determinar el fenotipo a adoptar, como en los ejemplos de mi publicación. Entonces, ¿no entendí mal el concepto de detector de cambio de pliegue?
Ya veo, no estoy seguro de si la pregunta es clara para mí, pero con su reciente incorporación, lo es. Teniendo en cuenta lo que tiene ahora, le recomendaría que consulte el libro de Uri Alon; sin duda tiene ejemplos de las operaciones lógicas (OR, AND, etc.) que analiza. Dudo que existan las funciones matemáticas más complicadas que das.
Lo siento por eso. Si cree que puede aclarar cosas en mi pregunta, no dude en editarla o dar sugerencias sobre cómo mejorarla.
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