On the relationship between structure and function of gene circuits : Study of evolvability and multi-functionality

Author

Jiménez Asins, Alba

Director

Munteanu, Andreea

Sharpe, James

Date of defense

2016-05-11

Pages

150 p.



Department/Institute

Universitat Pompeu Fabra. Departament de Ciències Experimentals i de la Salut

Doctorate programs

Programa de doctorat en Biomedicina

Abstract

Per tal d'estudiar la relació complexa entre l'estructura d'un circuit genètic i la seva funció, ens centrem en estudiar dues proprietas: la seva capacitat evolutiva i la seva multi-functionalitat. Primer, fins a quin punt el mecanisme dinàmic portant a terme una funció fenotípica té un impacte en la capacitat d'evolucionar a nous fenotips? Hem descobert que circuits que utilitzen mecanismes alternatius difereixen en la probabilitat d'assolir noves funcions quan son sotmesos a mutacions. Segon, com pot un circuit mínim assolir dos patrons cel.lulars diferents? Hem descobert motius bi-funcionals capaços d'assolir inhibició lateral o bé inducció lateral depenent del teixit on es trobin. Hem estudiat el diseny d'aquest tipus de circuit i descobert que es poden dividir en dos tipus principals -hybrids o emergents--que corresponen a la seva capacitat en ser descompostos en differents sub-circuits, és a dir en la seva modularitat.


In order to study the complex relationship between the structure and function of gene circuits, we focus in the following two properties of circuits : their evolvability and multi-functionality. First, to what extent does the dynamical mechanism producing a specific biological phenotype bias the ability to evolve into new phenotypes? We find that circuits that use alternative mechanisms differ in the likelihood of reaching novel phenotypes through mutation. Second, how can a minimal circuit perform two distinct patterning functions? We discover bi-functional motifs able to perform lateral inhibition or lateral induction depending on the environment they are embedded in. We explore the design properties of multi-functional motifs and discover they can use two distinct types of design -hybrid or emergent- depending on their ability to be decomposed into distinct sub-circuits, i.e. their modularity.

Keywords

Estructura; Funció; Circuit genètic; Evolució; Multi-funcionalitat; Structure; Function; Gene circuit; Evolvability; Multi-functionality

Subjects

575 - General genetics. General cytogenetics

Documents

taja.pdf

47.16Mb

 

Rights

ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.

This item appears in the following Collection(s)