El método de simulación desarrollado en el laboratorio de Modesto Orozco permite el estudio, con una precisión sin precedentes, de los cambios estructurales en el ADN y de la interacción del ADN con proteínas y drogas.
Ver a través de simulaciones lo que no es posible observar directamente a través de medios experimentales. La dinámica molecular es una técnica que permite la simulación del movimiento del ADN, su plegamiento en hebras dobles, triples o cuádruples, e incluso su interacción con proteínas y drogas. Dinámica molecularse usa para abordar los procesos que ocurren en escalas de tiempo que van desde picosegundos a minutos y se puede usar para sistemas moleculares de varios tamaños, desde pocos nanómetros hasta un metro.
Dirigido por Modesto Orozco, el Laboratorio de Modelado Molecular y Bioinformática del Instituto de Investigación en Biomedicina IRB Barcelona está desarrollando varios métodos teóricos para comprender mejor el comportamiento de las biomacromoléculas, en particular los ácidos nucleicos, en un amplio espacio-temporalescala y con un enfoque en aplicaciones biomédicas y biotecnológicas.
El grupo ha publicado un nuevo modelo en Métodos de la naturaleza . Desarrollado en colaboración con el Barcelona SuperComputing Center BSC y laboratorios en Inglaterra y los Estados Unidos, este modelo permite simulaciones a nivel atómico de la dinámica del ADN y, para gran satisfacción de los investigadores, "con una precisión extraordinaria" - unlogro que ha llevado 5 años de trabajo y la prueba de más de 100 sistemas de ADN.
Los datos se almacenan en un sitio web público que actualmente contiene más de 4 terabytes de información: http://mmb.irbbarcelona.org/ParmBSC1/ . Este sitio web es accesible a través del Instituto Español de Bioinformática INB y la red ELIXIR-Excellerate, la mayor colección de datos de ciencias de la vida en Europa, a la que IRB Barcelona contribuye.
Los científicos han desarrollado lo que se llama un campo de fuerza, un conjunto de funciones matemáticas que describen el movimiento de los átomos que forman el ADN. "Un campo de fuerza nunca antes había permitido el estudio de estructuras tan diversas en escalas de tiempo relevantes paracomprender los fenómenos biológicos ", asegura Pablo Dans Puiggròs, investigador del IRB Barcelona y primer autor del artículo, junto con Ivan Ivani, un estudiante de doctorado en el mismo laboratorio.
Además, los autores presentan la primera herramienta en línea dedicada a la simulación de ácidos nucleicos, enfatizando que "permite predecir las propiedades del ADN, que luego se pueden comparar directamente con los experimentos". "Esperamos que esta nueva herramienta y métodoabrir nuestro trabajo a una comunidad más amplia de usuarios ", dice Modesto Orozco, director del proyecto.
La herramienta tiene aplicaciones potenciales en campos que van desde la biomedicina hasta la nanotecnología, proporcionando información sobre los mecanismos que subyacen a la regulación del ADN y contribuyendo a las mejoras en el diseño de medicamentos que se dirigen directa o indirectamente al ADN.simulaciones de ADN atómico ", afirma Pablo Dans Puiggròs.
"Los avances en la simulación nos están acercando a la definición de un modelo teórico que nos permitirá simular aspectos clave de la vida celular, acercándonos al sueño de poder describir el comportamiento de los organismos solo en base a las reglas básicas de la físicay química ", dice Modesto Orozco, quien también es profesor principal en la Universidad de Barcelona y director del Departamento de Ciencias de la Vida en BSC.
El trabajo, financiado por el Consejo Europeo de Investigación ERC Advanced Grant, el Ministerio de Economía, la Generalitat de Catalunya y el Instituto Español de Bioinformática, es el resultado de la colaboración entre IRB Barcelona y BSC a través de una Biología Computacional conjuntaprograma.
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Materiales proporcionado por Instituto de Investigación en Biomedicina-IRB . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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