Como sistemas fora do equilíbrio, as células vivas consomem energia para sustentar a vida através de processos unidirecionais, como a transcrição de DNA em RNA. Medir como a irreversibilidade da transcrição gênica se manifesta na dinâmica de genes individuais tem sido um desafio na pesquisa científica.

James Holehouse, pesquisador de pós-doutorado do Instituto Santa Fe, publicou um artigo na revista npj Complexity no qual desenvolveu uma ferramenta analítica baseada em um modelo de dois estados da expressão gênica. Este modelo classifica o estado de um gene como ativo ou inativo, capturando os comportamentos de alternância durante o processo de transcrição. Este método permite calcular a taxa de produção de entropia de um gene, avaliando o quão semelhante seu comportamento transcricional é a um processo irreversível.

Ao analisar um conjunto de dados de genes de camundongos usando um método de granulação grossa, Holehouse descobriu que os genes tendem a evitar combinações de parâmetros associadas a uma alta produção de entropia. Isto sugere que a expressão gênica pode ser influenciada por restrições físicas que tornam desfavoráveis processos com alta produção de entropia em nível mesoscópico, semelhante a uma otimização do consumo de energia no nível genético. Os resultados do estudo abrem novas direções para explorar como as restrições fora do equilíbrio afetam a expressão gênica.

Detalhes da publicação: Autor: Santa Fe Institute; Título: Measuring irreversibility in gene transcription; Publicado em: npj Complexity (2026); Informação do periódico: npj Complexity.