Una puerta con un muelle tenso solo se abre tras un empujón fuerte, y después puede quedarse entreabierta para siempre. Algo parecido hacen las marcas epigenéticas: anotaciones químicas sobre el ADN que modifican la actividad de los genes sin tocar la secuencia. La célula recibe una señal externa, por ejemplo una falta de oxígeno, y conmuta el gen a un estado nuevo. Cuando la señal desaparece, la marca a menudo permanece, y la célula «recuerda» lo vivido.
Antes, los científicos describían estas conmutaciones a mano, ajustando las ecuaciones a los datos. Un trabajo nuevo propone un principio general que deduce los umbrales de forma automática. La idea viene de la mecánica de materiales: allí se sabe desde hace tiempo describir sistemas que reaccionan solo a la magnitud de la carga, no a la velocidad con que se aplica. El modelo se define con tres ingredientes: el conjunto de estados posibles de la célula, la energía almacenada en cada estado y una medida de la resistencia a los cambios. De la exigencia de que la célula elija en cada instante el estado con el menor coste total se deducen las ecuaciones de movimiento.
La utilidad de un marco así no es abstracta. Se puede aplicar a datos biológicos concretos, por ejemplo a experimentos de hipoxia, en los que las células responden a una bajada de oxígeno. Los umbrales de activación que antes se elegían a ojo ahora se calculan a partir del modelo. Esto ofrece una base para desarrollar terapias dirigidas a las marcas epigenéticas: para cambiar el destino de una célula hay que saber con qué fuerza y durante cuánto tiempo hay que empujar la «puerta» adecuada.
En el modelo biestable, la transición entre los dos pozos ocurre de golpe cuando la carga iguala el umbral de disipación, sea cual sea la altura de la barrera: es el análogo de la regla de Maxwell en las transiciones de fase.
La idea del paisaje epigenético resuena con el «paisaje epigenético» de Conrad Waddington, que a menudo se visualiza como un terreno ondulado por el que rueda una bolita que simboliza la célula.