La bioinformática es una rama relativamente nueva dentro de las ciencias biológicas. Su objetivo se enfoca en la aplicación de herramientas tecnológicas digitales y la ciencia de datos (estudio de bases de datos) para generar, gestionar y analizar información genética. Por ejemplo, esta subdisciplina fue fundamental para evaluar la composición genética del SARS-CoV-2, virus causante del covid-19, en el contexto de la pandemia. El análisis de mutaciones genéticas en microorganismos es parte de la labor diaria de la investigadora peruana Mariela Carrasco Villanueva.
La bióloga peruana graduada de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Mariela Carrasco Villanueva, explica a la agencia Andina que, antes de la fabricación de las vacunas, se tuvo que hacer un estudio de las secuencias genéticas de ADN del virus para determinar cuáles podrían ser las posibles dosis a desarrollarse. “Esa es una aplicación bastante representativa a nivel de bioinformática”, comenta.
Actualmente, cursa una Maestría en la Shanghai Jiao Tong University, en China, para la cual se encuentra ejecutando un proyecto que busca detectar y analizar elementos genéticos mediante herramientas bioinformáticas.
Estos elementos, específicamente conocidos como retroelementos generadores de diversidad (DGR por sus siglas en inglés), son capaces de propiciar mutaciones que confieren ventajas adaptativas a los microorganismos que los poseen, entre ellos virus, bacterias y arqueas.
Así, Carrasco señala que el primer DGR fue encontrado en un virus bacteriófago (que se alimenta de bacterias, en este caso, del microorganismo Bordetella). Esto sucedió en el año 2002 y, desde entonces, esos DGR fueron hallados en otros organismos.
Por ello, el proyecto de la bióloga peruana tiene como objetivo seguir con la detección de estos elementos DGR para determinar cuál es su prevalencia, en qué clases de microorganismos están presentes y analizar su diversidad a nivel genético y a nivel de estructura.
También intenta conocer los posibles roles que pudieran tener en diversos ambientes. “Esos DGR se están analizando en genomas de microorganismos asociados a ambientes acuáticos, terrestres o que viven dentro de un huésped, como humanos y otros mamíferos”, sostiene.
¿Por qué es importante la bioinformática?
“Con el boom tecnológico de hoy en día, obtenemos más información sobre secuencias de ADN de varios organismos. Toda esa data es muy grande y generalmente se almacena en varias bases de datos en línea. El problema está en cómo analizar esa data, qué preguntas hacerse y qué tipo de análisis realizar para sacar conclusiones significativas que se puedan aplicar a ciertos proyectos o interrogantes”, explica Carrasco.
La característica de estos retroelementos generadores de diversidad es que producen una gran cantidad de mutaciones en diversos organismos (como virus o bacterias), que los ayudan a adaptarse o tener cierta ventaja en el ambiente o huésped dentro del cual se desarrollan.
En el organismo descubierto (el virus que ataca a bacterias), estos DGR los ayuda a que puedan sujetarse con mayor facilidad a la bacteria, y así le confieren una mayor ventaja o facilidad para seguir propagándose. “La principal importancia sería conocer estos organismos que generan mutaciones o que permiten adaptarse en una gran cantidad de ambientes. En ese sentido, es importante conocer los mecanismos que utilizan varios organismos para generar diversidad”, apunta la bióloga.
Este mecanismo, si bien aún no se desarrolla, tiene cierto potencial para aplicarse en técnicas de modificación genética o CRISPR-CAS (una herramienta que permite realizar modificaciones a los genes). Incluso, en la naturaleza, hay varios mecanismos que son importantes pero que aún no se han descubierto. Con la bioinformática se puede analizar adecuadamente esta información y obtener mejores conclusiones.
Desde su descubrimiento, se han detectado DGR en organismos como bacterias y arqueas (organismos unicelulares). “Lo ideal sería conocer qué roles cumplen y qué clase de funciones en específico están alterando o qué clases de genes están generando mutaciones, para qué beneficio o ventaja. Es un mecanismo interesante que adquirirá más importancia en el futuro”, concluye Carrasco, cuyo proyecto fue financiado por la Universidad de Jiao Tong y, por ahora, se enfoca netamente en el análisis de datos, no en pruebas de laboratorio.
