Por Ravi Parikh
Traducido por Alejandro Ramos de la Peña
Investigadores de la Universidad de Stanford han creado el primer modelo en computadora de un organismo celular completo. Reportado en la revista Cell, el equipo utilizó datos de más de 900 artículos científicos para incorporar todas las interacciones moleculares que tienen lugar en el ciclo de vida de Mycoplasma genitalium, la bacteria más pequeña que vive en libertad.
Hasta la fecha, la mayoría de los experimentos que investigan el funcionamiento interno de la célula se han basado en estudios de genes, los cuales arrojan resultados sobre el funcionamiento interno de un solo gen. Sin embargo, de acuerdo con Marcus Covert, profesor adjunto de bioingeniería en Stanford, «Muchos de los temas que nos interesan no son de un solo gen… Son el resultado complejo de cientos o miles de interacciones de genes”.
Este desarrollo ofrece la oportunidad de investigar los fenotipos complejos mediante la integración de varios procesos celulares – no es simplemente la función de proteínas individuales – en un único modelo. Además, los modelos similares para los microorganismos más relevantes o para las células puede dar lugar al diseño de medicamentos cada vez más efectivos, como es el caso de los antibióticos o quimioterapéuticos.
La célula puramente computacional abre procedimientos que serían difíciles de realizar en un organismo real, así como la oportunidad de reexaminar los datos experimentales.
Este modelo se utiliza para demostrar una serie de enfoques, que incluyen las investigaciones detalladas de la dinámica de proteínas de unión al ADN y la identificación de las funciones de genes nuevos. El programa también permite a los investigadores abordar aspectos de comportamiento de las células que se desprenden de un gran número de factores.
Los investigadores habían observado, por ejemplo, que la longitud de las etapas individuales del ciclo celular variaba de una célula a otra, mientras que la longitud del ciclo global fue mucho más consistente. Al consultar el modelo computacional, los investigadores plantearon la hipótesis de que la falta de variación del ciclo celular en general fue el resultado de un mecanismo interno de retroalimentación negativa.
Las células que se llevaron más tiempo para comenzar la replicación del ADN tuvieron tiempo para acumular una gran cantidad de nucleótidos libres. El paso de replicación, que utiliza estos nucleótidos para formar cadenas de ADN nuevas, pasa entonces con relativa rapidez. Las células que han cursado por el paso inicial más rápidamente, no tenían excedente de nucleótidos. La replicación terminó con la disminución de la tasa de producción de nucleótidos.
Este tipo de resultados siguen siendo hipótesis hasta que estén confirmados por experiencias del mundo real, pero prometen acelerar el proceso de la investigación científica.
«Si se utiliza un modelo para guiar los experimentos, vas a descubrir las cosas más rápido. Lo hemos demostrado una y otra vez «, dijo Covert.
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