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Stuart Alan Kauffman

Kauffman StuartLas redes genéticas llevan su nombre: Redes genéticas de Kauffman.
Todo empezó, según cuenta él mismo, a raíz de un curso que realizó en Berkeley en 1964 sobre biología general, en el que se trataban algunos de los problemas de la embriología. En concreto se sintió fascinado por la forma en que los cien mil genes del genoma humano se podían combinar para originar los 250 tipos celulares que constituyen nuestra anatomía.
Hay que tener presente que el número de estados potenciales de cien mil genes es de 10 elevado a 30.000. ¿Cómo es posible, se preguntaba Kauffman, que la evolución por sí sola seleccione de tan alto número de estados los 250 más óptimos para la supervivencia de la especie humana?
Para responder a su pregunta Kauffman supuso que los genes se disponían como una red en la que cada gen se activaba o no en función de las entradas que recibía del resto de genes, pero consideró que esta red se generaba al azar. El primer punto de su hipótesis coincide con los estudios de genética molecular, que han demostrado que en el genoma de cualquier ser vivo hay una red de interacciones de unos genes sobre otros. Un gen puede activar a otro, que a su vez puede inhibir la acción de otros dos más, y así sucesivamente.

Redes booleanas

Lo revolucionario de su planteamiento consistía en asumir que este conjunto de interacciones se daba al azar. Por ello cuando hizo su simulación en el centro de cálculo de la facultad de Medicina de la Universidad de California, en verano de 1965, nadie creía que tendría éxito. Y sin embargo, contra todo pronóstico, obtuvo orden a partir del desorden inicial, al emplear una red formada por cien elementos, con dos entradas aleatorias cada uno.
El comportamiento de esta red se encuadra dentro de lo que se conoce como redes booleanas. En ellas cada nodo de la red se comporta como una función de lógica binaria. Suponiendo que cada gen está conectado con otros dos, si un gen requiere para activarse el ser estimulado por los otros dos simula la función AND y si requiere el estímulo de sólo uno de los otros dos o de ambos simula la función OR. De esta manera se puede definir una red asignando a cada gen una función u otra.

Ley de la raíz cuadrada

Trabajando con diferentes redes de dos conexiones, Kauffman se dedicó a contar el número de ciclos límite de la red y obtuvo una regla según la cual este número era aproximadamente igual a la raíz cuadrada del número de elementos. Esto quería decir que una red formada por 100.000 elementos tendría unos 316 elementos. Ahora bien, el genoma humano está formado por unos 100.000 genes y el número de tipos celulares distintos es de 250.
La similitud entre ambas cifras hizo que Kauffman se plantease la posibilidad de que el genoma de los seres vivos se comportase como una red booleana, en el sentido de que cada gen o conjunto de genes pueden activar o inhibir a otros, mientras que las células serían el resultado de la acción conjunta de los genes que integran un ciclo límite. Espoleado por esta intuición, Kauffman se dedicó a investigar en la literatura científica la relación entre el número de genes y el de células en diferentes especies de seres vivos, y constató alborozado que esta relación se ajustaba aproximadamente a su ley de la raíz cuadrada.

Ver también

En el glosario: Lógica.

En biografías: Thomas Ray.

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