Principer för spelteorin erbjuder nya sätt att förstå genetiskt beteende, ett par forskare har kommit fram till i en ny analys som visas i Journal of the Royal Society Interface . Dess arbete öppnar möjligheten att förstå biologiska processer, och speciellt biokemi, genom en ny vetenskaplig lins.

Utforskningen överväger signalspelteori, som involverar avsändare och mottagare interaktioner med båda som söker lön.

"Synen på gener som spelare i ett signalspel animerar effektivt gener och ger enkla verktyg och strategier - alltså, unika personligheter – på dem, " förklarar Bhubaneswar "Bud" Mishra, en professor vid NYU:s Courant Institute of Mathematical Sciences, som skrev analysen tillsammans med Steven Massey, en docent vid University of Puerto Rico. "I denna uppfattning, genomet har egenskaper hos ett molekylärt samhälle, komplett med bedrägeri, imitation, samarbete, och konkurrens – inte olikt det mänskliga samhället. Detta tillför en storhet till en traditionell syn på livet och de interaktioner den består av."

Forskarna noterar den långa historien av signalspelteori inom olika områden.

"Signalspelteori utvecklades inom ekonomi och biologi och har sedan funnit tillämpningar i design av smarta kontrakt, Integritet, identitetssystem och cybersäkerhet, " skriver Massey och Mishra.

De Journal of the Royal Society Interface piece representerar tillämpningen av signalspelteori på biokemi.

Massey och Mishra, förlitar sig på befintlig forskning, föreslå en ny syn på biokemi som ett signalspel mellan gener och deras associerade makromolekyler. Matematiskt, den modellerar en interaktion mellan en sändare och en mottagare – båda biologiska makromolekyler – där sändaren har viktig information och signalerar mottagaren att agera.

Till exempel, makromolekylerna signalerar sin identitet till andra makromolekyler som binder till dem, som sedan genomför en biokemisk reaktion. Kommunikationen av identitet öppnar möjligheten för vissa beteenden associerade med människor - som molekylärt "bedrägeri" som inträffar mellan genspelare.

Särskilt anmärkningsvärt, signalspelteorin visar att bedrägeri förväntas i situationer där det finns en intressekonflikt mellan parter. När det gäller biokemi, detta kan observeras genom aktiviteten av "egoistiska" element (t.ex. transposoner, som är DNA-sekvenser som ändrar sin position i genomet), patogener, och fall av konflikt mellan gener som uppstår mellan kön och föräldrar och deras avkomma.

"Utvecklingen av den genetiska koden och många av de andra stora evolutionära övergångarna som ledde till dagens livsformer kan vara kopplade till utvecklingen av signalkonventioner mellan makromolekyler, och möjligheten till subversion av själviska enheter eller patogener, " förklarar Mishra. "Särskilt, förekomsten av molekylärt bedrägeri har lett till utvecklingen av mekanismer för "molekylär sanktionering" för att kontrollera det kränkande beteendet."

"Molecular sanctioning" är ett nytt koncept utvecklat av Mishra och Massey, härledd från spelteorin, som beskriver bestraffningen av genspelare som visar "antisocialt" beteende som är skadligt för genomet som helhet.