Informémonos sobre la bioinformática

Se trata de un área de investigación que facilita y torna más plausible el manejo de datos biológicos

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A partir del surgimiento de las computadoras, cada vez más información se ha podido almacenar en  datos de diversas índoles. Luego,  con el advenimiento de  la genómica, particularmente con el Proyecto Genoma Humano (1990), la cantidad de datos biológicos almacenados  aumentó enormemente. Por este motivo, se tornó necesario el desarrollo de un campo de investigación que facilitase el análisis de esos grandes volúmenes de información.  Ante esta necesidad, emerge la bioinformática: un área de investigación que facilita el análisis de datos a través de programas computacionales.

 

Ventajas de la bioinformática

Una de las ventajas que aporta  esta disciplina, es que permite desarrollar programas computacionales que pueden analizar datos biológicos de manera rápida y confiable.

Un ejemplo de esto, es el BiotechTools, desarrollado por Martín Castellote, investigador del Laboratorio Agrobiotecnología del  INTA Balcarce, un portal web local (solo accesible desde la red INTA) que presenta diferentes soluciones bioinformáticas en formato de módulos. Estos, además de procesar datos velozmente, permiten detectar errores y obtener mejores resultados que si el trabajo fuese hecho manualmente. “Los trabajos que en tiempos pasados demoraban meses enteros, actualmente con ayuda de estos módulos, pueden resolverse en cuestión de segundos. Además, las tecnologías bioinformáticas  disminuyen la posibilidad de que exista un error humano en el manejo de datos”, afirma Castellote.

Por otra parte, los programas desarrollados por la bioinformática  permiten el manejo de información de manera poco costosa. Leonardo Vanzetti, investigador INTA-Conicet de Marcos Juarez, afirma que “existe mucha información online y con una computadora e internet se puede hacer una gran cantidad  de estudios con costos muy bajos”.

Una disciplina multidisciplinaria

La bioinformática es  un campo de investigación  que requiere  la articulación de tipos de conocimiento que provienen de áreas muy diferentes como la biología, la computación y  el manejo de datos. Según Edwin Marcelo Aguiar, analista de sistemas que investiga en el grupo de Tecnologías de la Información y Comunicación (TIC) del INTA Corrientes, “nosotros trabajamos con múltiples disciplinas, no solamente  alrededor de cuestiones matemáticas, sino que además nos relacionamos con la electrónica,  con  los sistemas de bases de datos así como también con gente del campo biológico y  del agronómico”.

 Esta confluencia de personalidades con conocimientos sumamente diferenciados supone una comunicación fluida y constante. Los investigadores deben trabajar en la aplicación de herramientas computacionales o la creación de otras novedosas, que resulten útiles para resolver problemas biológicos. A su vez, los pertenecientes al área de la biología deben conocer mínimamente cómo funcionan estas herramientas para aplicarlas a sus trabajos.

En este mismo sentido, Castellote  destaca que “un usuario de bioinformática debe investigar y desarrollar herramientas computacionales para  dar soporte a los investigadores”.

 

Bioinformática sin fronteras

La comunicación no sólo transcurre dentro del INTA, sino que se comparte entre distintos organismos de investigación.  Por ejemplo, Ariel Armadio  investigador de Conicet  en el grupo de Genómica y Bioinformática de la EEA Rafaela participó de un consorcio internacional de investigación. “Trabajamos junto con el  instituto Welcome Trust Sanger  de Inglaterra  para  secuenciar  regiones del genoma bovino vinculadas con la inmunidad a enfermedades”, afirmó. En este caso, la bioinformática fue de gran utilidad dado que permitió el análisis de grandes cantidades de datos genómicos que de otra forma no podrían haberse articulado.

 En el mismo sentido,  Castellote  participó de un proyecto conjunto con el instituto Rothamsted de Inglaterra. Este consistía en la creación de  programas que permitiesen identificar genes de diferentes colecciones de una especie con características de interés agronómico.  Estas herramientas bioinformáticas (los portales web QTLNetMiner  y  SOLNetMiner)  desarrolladas en conjunto con Rosthamsted, permitieron la identificación de genes vinculados con características de interés agronómico (por ejemplo, un buen tamaño). Las especies analizadas por este programa  fueron  la papa, por un lado, y las solanáceas (papa, tomate, berenjena) por otro.                                  

Una de las aplicaciones más importantes que posee esta área es el análisis de datos genómicos. Estos son comprendidos como la totalidad de  información aportada por las moléculas de ADN presentes en las células de un organismo. Estas estructuras están compuestas por secuencias: algunas de ellas poseen  propósitos estructurales, mientras que otras aportan información genética.

Estos datos pueden  ser interpretados a través del análisis computacional de marcadores moleculares, definidos por Vanzetti como “un punto de referencia sobre un genoma o cromosoma de una especie. Pueden provenir de un gen o una región cercana a él”. Este punto de referencia sobre un genoma de una especie debe ser polimórfico; esto quiere decir que debe poder distinguirse de  otras secuencias de ADN  y estar asociado a alguna característica de interés.  Su análisis es de gran utilidad, dado que permite la identificación de   plantas u organismos que poseen características benéficas a nivel agronómico  (resistencia a enfermedades, por ejemplo).  Vanzetti asegura que gracias al desarrollo de herramientas bioinformáticas la producción de marcadores moleculares ha crecido exponencialmente: “hace diez años, desarrollar un marcador molecular llevaba años de trabajo. Hoy en día, gracias a las herramientas bioinformáticas se pueden producir en diez minutos y al costo de un dólar”, aclara.

Otro tipo de datos genómicos, que pueden ser analizados con ayuda de la bioinformática son las secuenciaciones de ADN.  Se trata de información muy compleja obtenida a través de tecnologías, que sólo puede dar cuenta de fragmentos del genoma de una especie.  Las herramientas computacionales que provee la bioinformática permiten recomponer, a través de esos fragmentos, la estructura completa del genoma. 

Sin embargo, la bioinformática no se dedica exclusivamente al análisis de información genómica o genética, sino que también facilita la integración de datos de otros orígenes. El grupo Tics del INTA Corrientes trabaja actualmente en el desarrollo del Frutic, un sistema operativo complejo que se basa en el triángulo de la enfermedad (ambiente, fenología y fitopatología) para establecer cuándo un cultivo está expuesto a enfermedades o plagas. “Lo que hace el sistema es analizar un  conjunto  de datos del cultivo, seleccionando una planta cada tantas (un muestreo) y haciendo un trabajo de monitoreo “explica Edwin Aguiar. Los  datos ambientales corresponden al clima en el cual yace la planta,  los fenológicos corresponden con las características físicas de esta, y los fitopatológicos  están relacionados con la ausencia o presencia de plagas o enfermedades.

De acuerdo con él, la bioinformática resulta indispensable para el desarrollo agrícola y agropecuario; de modo de tener un mayor control sobre la producción. “La biología y la agronomía están llegando a un punto donde no pueden avanzar si no es a través del manejo de la información que proveen las nuevas tecnologías”, enfatiza Aguiar.