El ‘Big Data’ ha transformado el mundo en que vivimos. Los ordenadores escanean millones de transacciones digitales para evitar fraudes con las tarjetas de crédito. Múltiples sensores de seguridad trabajan en tándem para advertir a los pilotos o a los conductores de un fallo mecánico inminente. Nuestra sociedad depende de tecnologías capaces de recoger, analizar e interpretar datos para predecir eventos antes de que estos sucedan. Se procesan enormes volúmenes de información en tiempo real, y retos que antes eran imposibles de realizar, se convierten en tareas rutinarias.
Este poder de predicción, logrado gracias a la enorme potencia de cálculo y a las tecnologías de inteligencia artificial, ha revolucionado nuestra forma de vivir, movernos y gastar dinero. Los científicos esperan ahora utilizar los avances tecnológicos para "resolver" un problema pendiente desde hace siete décadas: la propia biología.
Desde que se describió el ADN por primera vez hace setenta años, la biología ha experimentado una enorme transformación. Por ejemplo, los investigadores pueden secuenciar genomas enteros de forma económica y rápida, obtener imágenes de la actividad genética, desde las bacterias microscópicas hasta el cuerpo humano completo, y modificar con precisión el ADN de casi cualquier organismo.
Sin embargo, los científicos de las ciencias de la vida no han conseguido que la biología sea tan ‘diseñable’ como un avión o un puente. Por ejemplo, poder predecir cómo se comportará una proteína con sólo conocer su secuencia de aminoácidos podría dar paso a una nueva era de posibilidades sin precedentes para la medicina, la seguridad alimentaria y el medio ambiente.
La generación de datos ya no es el principal obstáculo, ya que los investigadores tienen acceso a tecnologías que generan enormes cantidades de datos de alta calidad. La preocupación más profunda es la falta de herramientas teóricas y computacionales que ayuden a explicar y predecir la biología compleja, en todas las escalas relevantes, ya sea una célula, un órgano, un cuerpo entero o un ecosistema completo.
"La biología molecular y la genómica nos han proporcionado una buena descripción de la biología y una comprensión conceptual razonable, pero seguimos teniendo una capacidad muy limitada para predecir cuantitativamente cómo responden los sistemas biológicos a perturbaciones como las mutaciones o los fármacos. Ni la teoría por sí sola ni los experimentos clásicos de la biología molecular serán suficientes para crear modelos verdaderamente predictivos", explica el Profesor de Investigación ICREA Ben Lehner, coordinador del programa de Biología de Sistemas del Centro de Regulación Genómica (CRG).
Para ir más allá de la extrapolación de patrones de datos, los investigadores necesitan idear nuevos enfoques computacionales y teóricos que puedan proporcionar una profunda comprensión causal de los sistemas biológicos vivos. Esto requiere no sólo una potente informática, sino también nuevos enfoques matemáticos, nuevos diseños de simulaciones y de inteligencia artificial.
Este es el objetivo del nuevo "Barcelona Collaboratorium for Modelling and Predictive Biology", un espacio de colaboración dirigido conjuntamente por el Centro de Regulación Genómica (CRG) y el EMBL Barcelona. La iniciativa está encabezada por el Dr. James Sharpe del EMBL Barcelona y el Dr. Ben Lehner del CRG.
Líderes internacionales en los campos de la biología teórica, la inteligencia artificial/el aprendizaje automático, los sistemas complejos, la física, las ciencias computacionales y la ingeniería se reunirán bajo un mismo techo con grupos locales y trabajarán juntos para encontrar formas de controlar e ingeniar la biología. El Collaboratorium acogerá tanto visitas de corta duración como visitas prolongadas de investigadores/as independientes, posdoctorales y estudiantes de doctorado.
Una de las principales ventajas del nuevo espacio es su distribución física. Consiste en una planta entera en las oficinas de la Fundación Pasqual Maragall en Barcelona. El espacio es una planta diáfana, diseñada específicamente para promover la colaboración y la interacción.
"En la investigación computacional y teórica, los avances en un área de la biología pueden ser aplicables a un tema muy diferente. Por lo tanto, en este tipo de ciencia es más importante romper las barreras entre campos, organizar a los investigadores de una manera más abierta y fluida, poner a la población local en contacto constante con los científicos internacionales, y fomentar el diálogo y la colaboración entre una comunidad interdisciplinaria de diferentes investigadores", explica el profesor de investigación ICREA James Sharpe, director del EMBL Barcelona.
Las primeras convocatorias para investigadores ya se han lanzado y se espera que el personal científico seleccionado se incorpore al Collaboratorium antes de final de año. Cada investigador contratará con pequeños equipos que trabajen en sistemas biológicos a cualquier escala, desde moléculas individuales hasta redes, células, tejidos, órganos y ecosistemas.
La iniciativa se pone en marcha con el simposio inaugural - "Programmable Life"- los días 4 y 5 de octubre. Entre los ponentes figuran Debora Marks y Jeremy Gunawardena, de la Universidad de Harvard, y Alexander Anderson, del Moffitt Cancer Centre.
Según los impulsores de la iniciativa, el nuevo espacio es una oportunidad para poner la investigación en ciencias de la vida de Barcelona en el mapa. "La transformación de la biología molecular en una ciencia de ingeniería predictiva va a ser el avance tecnológico más importante de este siglo", concluye el Dr. Lehner. "En los lugares donde se produzca esta revolución será donde surjan nuevas iniciativas empresariales. Es una gran oportunidad".
El equipo de investigadores observó cambios en el...
El gen AtCDF3 promueve una mayor producción de az...
Un estudio con datos de los últimos 35 años, ind...
En nuestro post hablamos sobre este interesante tipo de célula del si...
La revista ‘Nature Protocols’ selecciona esta técnica como “pro...
