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25/Feb/09

Con computadoras, analizan la estructura del genoma humano

Investigadores argentinos desarrollaron técnicas novedosas valoradas internacionalmente

El genoma humano -es decir, el conjunto de instrucciones químicas necesarias para fabricar una persona- está escrito en el ADN que guardan las células y en un lenguaje que resulta de la combinación de sólo cuatro letras o "bases" (A, C, G y T).

Lo singular del caso es que se calcula que sólo el 2% de los 3000 millones de letras que integran el ADN humano contiene información biológica para sintetizar proteínas. Del 95% restante sólo se sabe que no genera proteínas y que está formado por secuencias (o "palabras") repetitivas. Se lo llama "ADN basura" y su función es todavía un misterio.


Verónica Becher, de pie, presenta el proyecto ante representantes de BioSidus e IBM Foto: Federico Castro Olivera

Entender para qué sirve la mayor parte del ADN es un problema complejo que atrae la atención de investigadores de todo el mundo, y un equipo del Departamento de Computación de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA está ubicado en la primera línea de las investigaciones. En una experiencia pionera en el país, gracias a un acuerdo logrado por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva, de aquí en más sus investigaciones serán financiadas por dos empresas privadas: BioSidus e IBM.

"Hace un año, estaba iniciando mi año sabático y me propuse responder una pregunta hecha por otro -cuenta Verónica Becher, que lidera el grupo Kapow [sigla en inglés que corresponde a "Algoritmos para resolver problemas en palabras"], formado por Alejandro Deymonnaz y Pablo Heiber, a quienes definió como "los programadores más brillantes de la Argentina"-. Estudios recientes mostraron que el ADN «basura» sí tiene algún tipo de función, pero no se sabe exactamente de qué manera opera. Uno de los problemas fundamentales es que no hay un análisis cuantitativo exhaustivo de sus distintas partes. Es decir, de los tipos, cantidad y distribución de las secuencias de letras que aparecen replicadas a lo largo del genoma. Entonces nos dijimos: ésta es una pregunta que sí podemos abordar."

La tarea, por supuesto, es ciclópea. Consiste nada menos que en bucear entre los miles de millones de letras del genoma e identificar las "palabras" idénticas, sin saber cuáles son y comparando todas las posibles superposiciones.

Una experiencia novedosa

"Desde el principio de los estudios genómicos se supo que la informática es central, porque no hay otra forma de analizar tal masa de datos -explica Becher-. Decidimos hacer un cómputo exhaustivo de todas las repeticiones que aparecen en el genoma humano. Había tres cuestiones cruciales: teníamos que pensar rápidamente el algoritmo [lista de operaciones que permite resolver un problema] porque estábamos en mi año sabático, teníamos que programarlo también rápidamente y además el algoritmo en sí tenía que ser veloz. Ideamos uno cuya característica fundamental es la eficiencia."

Usando datos disponibles en Internet, los investigadores computaron los patrones repetidos de los 24 cromosomas humanos (y los presentes en el chimpancé, el perro, la rata y el ratón, lo que suma 129 cromosomas en total), calcularon su número y ubicación, y los compararon entre sí.

También desarrollaron "mapas de repeticiones" y pudieron obtener conclusiones estadísticas (por ejemplo, cuáles son los patrones coincidentes más largos que aparecen en cualquier par de cromosomas y cuál es el porcentaje de repeticiones en los 129 cromosomas).

La búsqueda de elementos repetitivos en el genoma ya se usa en medicina forense (para determinar paternidad o identificar individuos) y en ganadería (para la selección asistida por marcadores genéticos). Pero el trabajo local, en el que también participaron Martín Urtazun y Marcos Foglino, aporta un enfoque novedoso que fue valorado internacionalmente. Este año, los científicos piensan analizar la secuencia genética de 10 genomas humanos. Lo harán en colaboración con dos de los más destacados centros europeos en este tema (el Centro de Investigac iones Príncipe Felipe y el Centre for Genomic Regulation). "Como resultado, tendremos una batería de algoritmos aplicables a cualquier genoma", dice Becher.

"Este es un experimento que respaldamos con entusiasmo-dice el ministro Lino Barañao-. Se nos presenta el problema de que el recurso más importante para continuar las investigaciones es el humano, que es el más difícil de financiar con los instrumentos que tenemos. Hay que encararlo de forma novedosa. Aun en la crisis, dos empresas del sector privado están dispuestas a seguir apoyando el proyecto. Esto permitirá retener a estos jóvenes en el país. No tenemos supercomputadoras, pero tenemos «supercerebros»."

Fuente: La Nación. Aportado por Gustavo A. Courault

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