La bioinformática puede asegurar la comida para la humanidad

El 26 de junio de 2000, el presidente Bill Clinton, acompañado por los biólogos Francis Collin y Craig Venter, anunció al mundo el primer borrador de la secuencia del genoma humano, cuya versión definitiva se haría pública tres años después. Con este descubrimiento llegaba a su fin un proyecto que se había iniciado en 1990.

El reto de este proyecto era realizar la secuencia de cerca de 3 billones de pares de bases de ADN, una gran cantidad de información solo analizable mediante supercomputadoras. De ese modo, tras esos 13 años de investigación surgió la bioinformática, disciplina que procesa e interpreta información biológica a través de la informática. “Yo definiría la bioinformática como el matrimonio perfecto entre las herramientas computacionales y la investigación biológica”, explica Silvia Restrepo, vicerrectora de Investigaciones de la Universidad de los Andes.

Son tantos los datos arrojados por la reconstrucción del genoma humano, que la Encyclopedia of DNA Elements (Encode), proyecto que busca establecer todos los elementos funcionales codificados en el genoma, recolectó, entre 2003 y 2012, 15 terabytes de información. Dicho de otro modo, si se imprimiera se necesitaría un papel de 16 metros de alto y 30 kilómetros de largo.

Con el análisis de las secuencias del genoma humano y de otras especies, los científicos se dieron cuenta de que por medio de la bioinformática podrían encontrar la cura a enfermedades hoy intratables, o solucionar grandes problemas que enfrenta la humanidad. Descubrir los genes que causan el alzhéimer o los que les dan a las plantas mayor resistencia, por ejemplo, a las altas temperaturas.

Pero, como explica Marco Cristancho, director científico del Centro de Bioinformática y Biología Computacional de Colombia (Bios) de Manizales, secuenciar el genoma de cualquier especie produce una gran cantidad de datos que “los computadores tradicionales no pueden analizar, por lo que se requieren máquinas y ‘software’ especializados”. De ahí que los científicos dedicados a estos temas necesiten cada vez más de la bioinformática.

Esta ciencia, al facilitar el análisis de datos biológicos, también reduce los costos y el tiempo de una investigación. Para Restrepo la bioinformática soluciona muchos problemas relacionados con la experimentación, “ya que comprobar las hipótesis puede durar mucho tiempo y necesitar de grandes sumas de dinero”. En cambio, con ella “es posible validar con gran exactitud en menos tiempo y con un costo mucho menor”.

Esta rama científica llegó a Colombia a finales de la década de los noventa, de la mano del profesor Emiliano Barreto Hernández, quien en 1999 creó el grupo de bioinformática del Instituto de Biotecnología de la Universidad Nacional. Luego, en 2012 se abrieron las primeras maestrías en estas áreas.

En ese mismo año, el gobierno nacional, creó en Manizales el Centro de Bioinformática y Biología Computacional de Colombia (Bios). Este instituto lidera la investigación bioinformática en el país con la supercomputadora más grande de Colombia, compuesta por 240 núcleos, 14.800 procesadores y 2.048 memorias RAM. Allí, Bios junto con otros centros de investigación como Cenicafé, Cenicaña y el Ciat han secuenciado el genoma del café arábigo, de la caña de azúcar y de dos variedades nuevas de arroz.

Por su parte, las universidades del país también han llevado importantes investigaciones. Los Andes ha realizado el análisis genómico de varios patógenos de la papa y de la Xanthomonas axonopodis pv. manihotis, una bacteria patógena que causa una enfermedad en la yuca.

Pero ¿qué importancia tiene para Colombia la bioinformática a corto plazo? Al respecto Cristancho afirma que, con esta herramienta, por ejemplo, “se identifican los genes de plantas resistentes a la sequía que pueden trasladarse de manera tradicional a las variedades que se cultivan”. A su vez, Restrepo piensa que en un país como Colombia, con tan pocos recursos para la ciencia, la bioinformática, por sus menores costos, puede potenciar y fortalecer la investigación.