Un equipo interdisciplinario de matemáticos, ingenieros, físicos y científicos médicos ha realizado un descubrimiento innovador que vincula las matemáticas puras con la genética. Esta revelación proporciona información importante sobre la estructura de los mutantes neutros y la evolución de los organismos.
La teoría de números, el estudio de las propiedades de los números enteros positivos, es bien conocida por sus propiedades abstractas. Sin embargo, a menudo encuentran aplicaciones inesperadas en la ciencia y la ingeniería. Las técnicas criptográficas modernas basadas en los ángulos de las hojas y la factorización prima siguiendo la secuencia de Fibonacci son aplicaciones prácticas de la teoría de números. Ahora, los investigadores han descubierto un vínculo sorprendente entre la teoría de números y la genética evolutiva.
Un equipo de investigadores de instituciones destacadas como Oxford, Harvard, Cambridge, GUST, MIT, Imperial y el Instituto Alan Turing ha encontrado una conexión profunda entre la función de suma de números en la teoría de números y una heredabilidad importante llamada mutación fenotípica. La robustez mide la probabilidad promedio de que una mutación puntual no cambie el fenotipo que caracteriza a un organismo.
Este hallazgo tiene implicaciones importantes para la genética evolutiva. Las mutaciones neutrales que no afectan la viabilidad de un organismo pueden acumularse con el tiempo y causar cambios en la secuencia del genoma. Al comparar las diferencias de secuencia entre dos organismos, los científicos pueden estimar cuándo vivió su último ancestro común. Sin embargo, la presencia de estas mutaciones neutrales plantea preguntas importantes. ¿Algunas de las mutaciones son neutrales? El fenotipo demuestra con precisión la solidez de la mutación.
El equipo determinó que la robustez máxima es proporcional al logaritmo de la fracción de todas las secuencias posibles que corresponden a un fenotipo. También encontraron una relación inesperada entre la intensidad máxima y la función Tagaki, una característica inusual que es continua en todas partes pero discontinua en todas partes. Esta relación sugiere una comprensión más profunda de la función de suma de los números fractales en biología.
Los investigadores no solo respondieron preguntas de larga data sobre la solidez, sino que también destacaron la belleza de la capacidad de la teoría de números para revelar estructuras matemáticas profundas en el mundo natural. Él cree que en el futuro se descubrirán conexiones aún más fascinantes entre la teoría de números y la genética.