Modello genomico dell'adattamento al freddo
Dr.ssa Astrid Lindqvist, Dr. Erik Johansson, Dr.ssa Maja Bergström
Centro N.9 — Kiruna (Lapponia), Svezia
Abstract
Contesto: La tolleranza al freddo nelle specie ectoterme dipende da adattamenti molecolari quali proteine antigelo, nucleatori del ghiaccio e rimodellamento del metabolismo lipidico. Metodo: Abbiamo addestrato modelli di apprendimento automatico su dati genomici comparativi e fenotipi termici noti, integrando selezione delle feature e validazione incrociata per predire le varianti geniche associate alla tolleranza termica. Risultati: Il modello ha raggiunto un'accuratezza predittiva del 78%, assegnando peso predominante a geni codificanti proteine antigelo e a vie del metabolismo lipidico e della risposta allo stress ossidativo. Le predizioni sono coerenti con i meccanismi noti di sopravvivenza al congelamento nei vertebrati ectotermi. Conclusioni: L'approccio consente di prioritizzare i bersagli genetici per la tolleranza al freddo; la validazione sperimentale e l'ampliamento del set di specie sono necessari per ridurre il sovradattamento e migliorare la trasferibilità tra taxa.
Obiettivo
Predire quali varianti geniche favoriscono la tolleranza al freddo nelle specie ectoterme.
Metodo
Modelli di machine learning addestrati su dati genomici comparativi e fenotipi termici noti.
Risultati e conclusioni
Il modello identifica geni di antigelo e di metabolismo lipidico con accuratezza predittiva del 78%.
- Libbrecht M.W., Noble W.S. (2015). Machine learning applications in genetics and genomics. Nature Reviews Genetics 16(6):321-332. https://doi.org/10.1038/nrg3920
- Storey K.B., Storey J.M. (2017). Molecular physiology of freeze tolerance in vertebrates. Physiological Reviews 97(2):623-665. https://doi.org/10.1152/physrev.00016.2016
- Duman J.G. (2001). Antifreeze and ice nucleator proteins in terrestrial arthropods. Annual Review of Physiology 63:327-357. https://doi.org/10.1146/annurev.physiol.63.1.327
- Storey K.B., Storey J.M. (2013). Molecular biology of freezing tolerance. Comprehensive Physiology 3(3):1283-1308. https://doi.org/10.1002/cphy.c130007
La bibliografia elenca opere reali a scopo di contesto scientifico. Autori e risultati dello studio sono di finzione (universo 47B).