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1 de Marzo de 2014
Bioingeniería

Simulación de una célula viva

Al crear el primer modelo informático de un organismo unicelular, los biólogos están desarrollando una nueva y potente herramienta para descifrar el funcionamiento de la vida.

ANDRÉ KUTSCHERAUER

En síntesis

Los modelos informáticos que incorporan la función de cada gen y molécula de una célula podrían revolucionar la manera en la que estudiamos, entendemos y diseñamos los sistemas biológicos.

El año pasado se logró la simulación de una bacteria infecciosa común. Aunque es incompleta, ya está dando lugar a nuevos descubrimientos.

En la actualidad se están construyendo modelos de organismos más complejos. A largo plazo, se pretende simular, con un nivel de detalle parecido, células humanas y órganos.

La idea fundamental se me ocurrió cuando regresaba en bicicleta desde el trabajo hasta mi casa. Era el día de San Valentín de 2008. Mientras pedaleaba, reflexionaba sobre un problema que me ha ocupado a mí y a otros investigadores durante más de una década. ¿Existe alguna manera de simular la vida en un programa informático que abarque la extraordinaria y misteriosa complejidad bioquímica que la hace funcionar?

Un modelo informático de las células vivas, aunque resultara poco preciso, constituiría una herramienta muy útil. Los biólogos podrían poner a prueba sus ideas sobre experimentos antes de invertir tiempo y dinero en llevarlos a cabo en el laboratorio. Los diseñadores de medicamentos podrían acelerar la búsqueda de nuevos antibióticos centrándose en moléculas cuya inhibición afectase al máximo a una bacteria. Los bioingenieros podríamos trasplantar y empalmar genes de organismos virtuales para diseñar cepas modificadas con rasgos especiales (como la emisión de luz fluorescente cuando son infectadas por cierto virus o la capacidad de extraer hidrógeno gaseoso del petróleo) sin los riesgos asociados a la manipulación de microbios reales. A la larga, si lográramos crear modelos lo suficientemente complejos como para simular células humanas, estos podrían transformar la investigación médica. Permitirían llevar a cabo estudios que en la actualidad resultan irrealizables porque muchos tipos de células humanas no pueden crecer en cultivos.

Pero sin un método que desentrañase la red de reacciones químicas y las conexiones físicas que hacen funcionar a las células vivas, todo ello parecía un sueño imposible. Numerosos intentos previos, realizados por nuestro laboratorio de la Universidad Stanford y otros grupos, se encontraron con obstáculos insalvables o fracasaron por completo.

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