Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM
Publicado en Milenio Diario, 1 de agosto de 2012
Los físicos tienen ya varios siglos de usarlos: es gracias a ellos que han podido recrear y estudiar detalladamente el big bang o un agujero negro, o predecir la existencia y el comportamiento de una partícula subatómica.
La biología también tiene modelos y simulaciones, pero un grupo de científicos de la Universidad de Stanford, encabezados por Markus Covert acaba de marcar un avance radical: crearon una simulación, un modelo computacional, de una célula completa.
Antes de que usted se pregunte para qué sirve eso, imagine cómo sería, por ejemplo, tener una simulación computacional detallada de una ciudad completa. No algo como SimCity, que es un juego, y a pesar de su complejidad sigue siendo un modelo extremadamente simplificado, sino un modelo que incluyera el número real de personas, edificios, vialidades, automóviles, y su movimiento a lo largo de los días.
Un modelo así permitiría entender con precisión cómo funciona la ciudad, detectar las áreas problemáticas y, si fuera lo suficientemente fino, incluso predecir eventos como apagones, inundaciones, embotellamientos de tráfico o accidentes (quizá no al detalle de cuándo y dónde ocurre un choque vehicular, pero sí qué lugares, días y horas son más propicios para que ocurran).
Se eligió a M. genitalium porque es una de las bacterias con genoma más pequeño que se conocen (sólo tiene 525 genes –contra los más de 23 mil del genoma humano). Pero también porque es la especie en que se ha trabajado más en la llamada biología sintética: en 2010 se realizó un “trasplante de genes” en que se reprogramó a la bacteria con un genoma artificial.
La simulación de Covert usó programación enfocada en objetos que mezcla distintas técnicas matemáticas (ecuaciones diferenciales ordinarias, redes booleanas, y otras) para representar los distintos procesos, y que funciona en ciclos, combinando cada vez los datos del ciclo anterior para ir simulando el estado de cada parámetro, hasta que la célula se divide. Fue sometida a prueba para ver si lograba reproducir datos que ya se conocen sobre la concentración de ciertas sustancias dentro de la célula. Y lo hizo bastante bien.
El modelo es preliminar (“sólo un “borrador”, dice Covert). Pero abre toda una nueva rama de estudios sobre la biología celular. Servirá para descubrir nuevos fenómenos no detectados, que aparecen en la simulación y luego pueden buscarse en las bacterias reales. Ya se lograron algunos hallazgos de este tipo. Y también podrá servir para, un día, diseñar de manera racional bacterias artificiales que realicen funciones útiles como producir biocombustibles o antibióticos, o degradar compuestos contaminantes.
Sin duda, esta célula digital es mucho más que un juego.
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