Las proteínas también tienen “redes sociales”

La “explosión” de datos biológicos que generan las técnicas científicas actuales ha impulsado el avance de la bioinformática,  una combinación de informática, matemática, estadística, biología, medicina y física, entre otras disciplinas, que permite analizar un gran volumen de información para convertirlo en conocimiento. El tema fue el centro de una conferencia internacional organizada por la Asociación Argentina de Bioinformática y Biología Computacional y la Fundación Instituto Leloir, con el apoyo de la Fundación Richard Lounsberry.

Agencia CyTA-Instituto Leloir Así como el grado de cercanía que tienen las personas en las redes sociales varía, algo similar ocurre en la correlación entre genes y proteínas cuya interacción determina múltiples y diferentes procesos biológicos que ocurren dentro de la célula.Esta metáfora fue empleada por el doctor Steve Horvath del Departamento de Bioestadística de la Universidad de UCLA, en Estados Unidos, durante la Conferencia Internacional de Bionformática organizada por la Asociación Argentina de Bioinformática y Biología Computacional  (A2B2C)  y la Fundación Instituto Leloir, con apoyo de la Fundación Richard Lounsberry.

“Desde hace poco más de diez años conocemos la secuencia completa del ADN humano y sabemos que, en muchos casos, determinados cambios genéticos dan paso a las enfermedades. La cantidad de información que ha surgido de este tipo de estudios es prácticamente increíble. Es un volumen de datos difícil de manipular y más aún, de interpretar. Algo similar ocurre frente a la cantidad de información que surge a raíz de estudios clínicos en el que participan miles de pacientes en forma voluntaria. En este sentido es muy importante contar con herramientas como la bioinformática para procesar esos datos y convertirlos en conocimiento. La bioinformática es el empleo de la informática, la estadística y las matemáticas y ciencias biológicas en general, entre otras disciplinas, para el análisis de grandes volúmenes de datos biológicos”, indicó a la Agencia CyTA el doctor David Sabatini, director del Departamento de Biología Celular de la Universidad de Nueva York e integrante del consejo directivo de la  Fundación Richard Lounsberry.

“Así como el estudio de la dinámica de las redes sociales permite saber cuántos amigos tiene una persona y cuál es la intensidad de esas amistades, entre otros datos, algo similar pasa en la célula. Se está aplicando tecnología de informática a la célula para conocer las múltiples relaciones entre genes, entre proteínas y otros factores, que determinan diferentes procesos fisiológicos. Para procesar esa cantidad y variedad de información es preciso el trabajo de un equipo multidisciplinario”, subraya el doctor Sabatini.

Durante la conferencia, estudiantes de grado, posgrado e investigadores tuvieron la oportunidad de participar en ponencias teóricas impartidas por invitados internacionales en bioinformática como el doctor Horvath, la doctora Anna Panchenko del Centro de Información Biotecnológica del Instituto Nacional de Salud de los Estados Unidos, el doctor Olivier Lichtarge del Colegio de Medicina Baylor, en Estados Unidos, y el doctor Gary Bader de la Universidad de Toronto.

Asimismo a través de ejercicios prácticos los investigadores mostraron cómo funcionan los servidores y el software, el manejo de determinadas bases de datos así como también la visualización e interpretación de datos con las herramientas que emplean en sus propios laboratorios y que ellos mismos en gran parte han desarrollado.  

 Marea de datos

La bioinformática puede ser empleada para el diseño de drogas más eficientes o el estudio de enfermedades para el diseño de terapias más eficientes, entre otros fines. “La cantidad de información que genera el estudio de las patologías es enorme”, subraya el doctor Sabatini. Y agrega: “Hoy en día en los estudios clínicos en los que participanmiles de pacientes se comparan los polimorfismos (variaciones genéticas) que existen en el genoma y se trata de ver si hay una correlación entre cierto polimorfismo y una enfermedad. Es posible que se identifique cierta correlación, pero no se sabe si era ese gen, o el que estaba al lado, o si están asociados y se expresan juntos, o si uno tiene mayor incidencia que el otro. Es parte de lo que se llama un ‘pathway’, una ruta de información en la que intervienen muchos otros factores, como hormonas, y otro tipo de estímulos externos a la célula. Es imposible extraer esa información sin  poder incorporar todos esos genes a redes multidimensionales que ligan la acción de un gen con la acción de otros, además muchos genes codifican para determinadas proteínas que interactúan con otras. Por otra parte hay que estudiar diversas condiciones que intervienen en esa interacción entre genes y proteínas. En este sentido la bioinformática es necesaria para el análisis de todos los datos que surgen en estos estudios.”

En esa misma línea, la doctora Panchenko, del Instituto Nacional de Salud de los Estados Unidos, afirma que la pregunta central es “cómo usamos toda esta información para entender los mecanismos que subyacen en el funcionamiento de las células, y si entendemos los mecanismos, podremos por ejemplo, tratar diversas enfermedades. La bioinformática suministra herramientas para analizar gran cantidad de datos y articular información de diferentes fuentes para entender diferentes funciones biológicas que ocurren en las células. Estamos hablando de información sobre la interacción entre genes, entre proteínas y entre genes y proteínas.”  

En la actualidad la doctora Panchenko estudia los mecanismos básicos fundamentales que suceden a nivel molecular. “Son investigaciones que exploran el modo en que interactúan las proteínas y cómo una proteína reconoce a una determinada proteína entre miles de otras proteínas. Asimismo estudiamos la evolución de la interacción entre proteínas y de cómo se regulan estas interacciones. La regulación de los procesos biológicos es uno de los grandes temas que se investiga en ciencia”, destaca la investigadora rusa residente en los Estados Unidos quien indica que estos procesos ocurren en enfermedades como el cáncer. “Hay mutaciones de genes en cáncer que perturban las interacciones de proteínas en las células y esto es parte de mi investigación”, puntualiza.

Diversidad científica

Para Sabatini el intercambio de investigadores de diversos países e instituciones es fundamental para el avance de la bioinformática y de la ciencia en general. “En la Argentina se están haciendo trabajos de primera calidad, y en muchos casos se produce una gran cantidad de información. Para interpretarlos es preciso usar herramientas como la bioinformática. Si queremos tener un impacto y entender lo que producimos para poder aplicarlo en medicina o en la industria, es necesario ser parte de esta ‘red social’ de instituciones a fin de compartir puntos de vista y conocimientos que se producen en distintas partes del mundo. En este sentido es de gran importancia el poder favorecer el avance de la ciencia argentina en el contexto internacional”, destacó el investigador argentino radicado en Nueva York.

“Es enriquecedora la diversidad en conferencias de este tipo porque se comparten diferentes puntos de vista y conocimientos. De esta forma, generan nuevas ideas y enfoques. Así como la diversidad es importante en biología y en evolución, la diversidad de científicos y de sus líneas de investigación es clave para el avance de la ciencia”, afirmó Panchenko.  

Para la doctora Cristina Marino Buslje, directora del Laboratorio de Bioinformática Estructural de laFundación Instituto Leloir y presidenta de A2B2C, la bioinformática es un área de conocimiento que está creciendo cada vez más en Argentina. En el ámbito científico se esta tomando conciencia de la dificultad de manipular e interpretar el enorme volumen de datos biológicos generados. Este tipo de análisis es posible gracias al avance tecnológico y a la cooperación de un equipo multidisciplinario.” Y concluye: “Estos eventos internacionales no solo nos imparten conocimientos sino que también tienen el lado humano agregado que es el de generar lazos de amistad con científicos con los que, de otra manera, no tendríamos alcance. Esto sin duda potencia la colaboración y el avance de la ciencia.”

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