Canalization: phenotype robustness as consequence of characteristics of the gene regulatory network

Em sistemas biológicos, o estudo da estabilidade das redes de regulação gênica é visto como uma contribuição importante que a Matemática pode proporcionar a pesquisas sobre câncer e outras doenças genéticas. Neste trabalho, utilizamos o conceito de ``canalização\'\' como sinônimo de estabilidade em uma rede biológica. Como as características de uma rede de regulação canalizada ainda são superficialmente compreendidas, estudamos esse conceito sob o ponto de vista computacional: propomos um modelo matemático simplificado para descrever o fenômeno e realizamos algumas análises sobre o mesmo. Mais especificamente, a estabilidade da maior bacia de atração das redes Booleanas - um clássico paradigma para a modelagem de redes de regulação - é analisada. Os resultados indicam que a estabilidade da maior bacia de atração está relacionada com dados biológicos sobre o crescimento de colônias de leveduras e que considerações sobre a interação entre as funções Booleanas e a topologia da rede devem ser realizadas conjuntamente na análise de redes estáveis.In biological systems, the study of gene regulatory networks stability is seen as an important contribution that Mathematics can make to cancer research and that of other genetic diseases. In this work, we consider the concept of ``canalization\'\' as a consequence of stability in gene regulatory networks. The characteristics of canalized regulatory networks are superficially understood. Hence, we study the canalization concept under a computational framework: a simplified model is proposed to describe the phenomenon using Boolean Networks - a classical paradigm to modeling regulatory networks. Specifically, the stability of the largest basin of attraction in gene regulatory networks is analyzed. Our results indicate that the stability of the largest basin of attraction is related to biological data on growth of yeast colonies, and that thoughts about the interaction between Boolean functions and network topologies must be given in the analysis of stable networks