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Optimización de los modelos empleados en la biología de sistemas

Con el aumento de información biológica de calidad ha surgido la necesidad de organizar los datos en un modelo informático coherente para describir detalladamente la estructura celular. El equipo de un proyecto financiado por la Unión Europea ha desarrollado un modelo de sistemas biológicos a diferentes escalas que incluye las limitaciones físico-químicas.
Optimización de los modelos empleados en la biología de sistemas
El objetivo de la biología de sistemas es predecir fenómenos biológicos a través de modelos informáticos y matemáticos. Para determinar los efectos de las actividades celulares, se elaboran modelos informáticos detallados que muestran tendencias y modelos matemáticos que calculan con precisión las interacciones de los elementos a fin de predecir el comportamiento del sistema.

Un aspecto clave de este estudio es que los modelos reflejen condiciones reales mediante la incorporación de las limitaciones físico-químicas pertinentes. De esta forma será posible obtener datos diagnósticos fiables. Cabe destacar que la elaboración de modelos informáticos de genomas fiables, detallados y holísticos que incorporen limitaciones físico-químicas requiere el uso de técnicas automatizadas muy precisas.

Para ello se inició el proyecto AMBICON (Automated multi-level modelling of biological systems considering physico-chemical constraints), financiado con fondos europeos, donde colaboraron la Universidad de California en San Diego (Estados Unidos) así como la Universidad de Tubinga (Alemania). El objetivo consistió en diseñar métodos informáticos para simular sistemas biológicos a todas las escalas.

Se procedió a identificar y solucionar las limitaciones de los métodos de representación de modelos existentes y desarrollar una técnica nueva para identificar posibles factores de transcripción bacterianos útiles en experimentos con dianas moleculares. Además, se generaron modelos capaces de calcular la dotación mínima de proteínas de las células bacterianas. Se prepararon también modelos sanguíneos personalizados de numerosos tipos celulares.

Se contribuyó al diseño de una técnica de visualización para redes metabólicas así como la base de datos de código abierto actualizada y mejorada denominada Modelos BiGG. Finalmente, los resultados de este proyecto se publicaron en revistas científicas y se divulgaron a través de medios sociales como blogs, Twitter, Facebook y Youtube así como talleres y congresos internacionales.

El método de AMBICON permitirá simular sistemas celulares completos, lo que resultará de gran utilidad para la producción biotecnológica de medicamentos y el diseño de fármacos personalizados.

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Palabras clave

Células, limitaciones físico-químicas, biología de sistemas, modelos, AMBICON
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