Bioinformáticos, simuladores del siglo XXI

Posted Vie, 27/05/2011 - 09:11
By FAUBA

A casi 11 años de la secuenciación completa del genoma humano, y el posterior desciframiento de los genomas de varias especies vegetales y animales, la bioinformática se concentra en hallar la clave para ordenar los millones de datos que estos proyectos generaron. En la Facultad de Agronomía de la UBA el biólogo Marcelo Soria trabaja en un método que combina estadística, inteligencia artificial y uso de antologías para analizar micobacterias responsables de diferentes enfermedades en animales.

Cada vez resultan más cotidianos los software que simplifican la vida material social poniéndose al servicio de una realidad virtual más sencilla, de fácil y rápido acceso. Tal es así que del simple videogame con joystick a la wii con control remoto inalámbrico que detecta el movimiento, han pasado dos décadas y mucha tecnología bajo el puente. Hoy por hoy, la oferta de entretenimiento virtual se transformó en un monstruo de la simulación en el que, a excepción del olfato –por el momento-, todos los sentidos tienen un rol fundamental. Del mismo modo, pero desde un aspecto más didáctico, otros aparatos informáticos, como el simulador de vuelo –que permite pilotar cualquier aeronave, e incluso, contabilizar como horas de vuelo y capacitación para el piloto- o el simulador clínico médico –con el que se realizan diagnósticos sobre pacientes virtuales para practicar casos complejos-, trascienden lo lúdico para adentrarse en el plano profesional y científico.

En este terreno, desde hace una década, comenzó a pisar fuerte la bioinformática, una disciplina que se propone automatizar la resolución de problemas biológicos a través de la computación y uno de sus objetivos principales es construir modelos computacionales que reproduzcan el comportamiento de algún proceso celular. Con la secuenciación genómica completa de la planta Arabidopsis thaliana, poco tiempo después del desciframiento del genoma humano en junio de 2000, la ciencia abrió una puerta hacia nuevas aplicaciones de interés agronómico, ambiental, energético e industrial. El problema surgió cuando hubo que ordenar los cientos y miles de datos que este descubrimiento ofrecía: la solución fue hacerlo en forma automática. En este contexto, desde la bioinformática, se logró el desarrollo de algoritmos computacionales basados en la mecánica cuántica que permiten el estudio detallado de las propiedades de pequeñas moléculas.

El Dr. en Biología Marcelo Soria, que se desempeña en la cátedra de Microbiología y en el INBA (Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales) de la Facultad de Agronomía de la UBA, trabaja con información genética sobre micobacterias obtenida en laboratorios. “Quiero empezar a desarrollar métodos nuevos –comienza Soria entusiasmado-. Estoy colaborando con un grupo de investigadores de Exactas y del INTA en el diseño de unos métodos para tratar de integrar toda la información que sale de un estudio de expresión génica”, dice haciendo referencia a un desafío por el que la ciencia transita aún: ordenar la excesiva cantidad de datos disponibles. “Hoy en día tenés la posibilidad de con un solo experimento conocer qué pasa con 4 mil genes de micobacterias o con los 40 mil genes que tiene una planta. Hay un montón de métodos diferentes para procesar eso; algunos están bien establecidos, otros se están desarrollando. Hay biólogos a los que les interesa saber qué ocurre con 3 o 4 genes que sean importantes, pero a nosotros lo que nos interesa es tratar de integrar la mayor cantidad de información posible”, asume.

En este sentido, el equipo del INBA pretende avanzar en el procesamiento, computadora mediante, de la información completa obtenida en el laboratorio. “Es un área interesante –dice Soria- porque es una combinación de estadística, inteligencia artificial y minería de datos. Agrupamos los genes de acuerdo a su comportamiento en diferentes situaciones experimentales y después tratamos de entender mejor cuál es el proceso involucrado utilizando antologías”. Una antología es una forma de organizar la información en estructuras que parecen árboles: la información se expresa mediante conceptos que se organizan jerárquicamente desde los más generales a los más específicos y se establecen múltiples relaciones entre ellos, similares a los parentescos en una genealogía. “Las antologías pueden parecer confusas cuando uno las mira, pero con la computadora como herramienta resultan una forma muy eficiente de organizar el conocimiento”.

Algunas de las enfermedades causadas por micobacterias no se pueden prevenir con vacunas, y los tratamientos con antibióticos van perdiendo efectividad con el tiempo. Según Soria, sólo en la medida en que se focalice más profundamente sobre la biología de las infecciones, se podrán diseñar nuevas alternativas terapéuticas. Sin embargo, los procesos celulares involucrados se revelan cada vez más intrincados y el volumen de datos experimentales crece constantemente; en este contexto la bioinformática es una disciplina que nació con el objetivo de manejar y obtener conocimiento de esta complejidad.

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Sobre el autor

Facultad de Agronomía - Universidad de Buenos Aires