La computación en sistemas biológicos ‘ingenierizados’ será el tema del próximo coloquio del IFIC
Las modernas técnicas de ingeniería genética y biología molecular permiten un manejo de los sistemas biológicos que hace unas décadas parecería imposible. No es sólo que podamos conocer, a veces con mucha precisión, cómo interaccionan las diversas “máquinas bioquímicas” del interior de la célula, sino que desde hace unos años tenemos técnicas para actuar sobre ellas y, a veces, para darles forma a voluntad.
Es en este contexto en el que aparece la idea de biología sintética: la aspiración de tratar sistemas biológicos sencillos ‒bacterias, por ejemplo, o a veces levaduras‒ como una “máquina industrial”, cuyas piezas conocemos y podemos modificar o intercambiar para que la máquina cumpla una función preestablecida. La disciplina recoge las técnicas empleadas durante más de medio siglo en ingeniería genética y las enfoca hacia la creación de nuevos sistemas biológicos con funciones que no se dan en la naturaleza. Para ello trata de identificar elementos dentro de los seres vivos con funciones muy bien definidas y que mantienen esas funciones cuando se incorporan a otro ser vivo diferente. Esos elementos suelen ser genes, secuencias de ADN que en el interior de las células se traducen a proteínas; a su vez, estas proteínas son las verdaderas “máquinas”, las que realizan la función deseada dentro del ser vivo ingenierizado. Ejemplos de estos sistemas sintéticos serían bacterias diseñadas para detectar una sustancia en su ambiente y brillar en diversos colores según la concentración de la sustancia, o el reciente desarrollo de “robots biológicos”, masas de células ensambladas desde cero que exhibían un comportamiento sencillo, moviéndose de forma autónoma a lo largo de una superficie.
En el coloquio de esta semana, el profesor Alfonso Jaramillo ofrecerá una introducción sencilla a este nuevo campo de investigación, en el que la modelización matemática juega un papel crucial y que, por tanto, incorpora a menudo investigadores procedentes de las matemáticas, la física y la ingeniería. En concreto, explicará como ejemplo de estas técnicas una población de bacterias en las que la adaptación biológica se convierte en una suerte de computación: las bacterias se adaptan a la mayor o menor presencia de antibióticos en el medio, y esto permite a la colonia “competir” en una versión bioquímica del popular tres en raya. Esta colonia de bacterias exhibe rasgos similares a la memoria y el aprendizaje, que son en cierta medida paralelos a los que observamos en los sistemas neuronales del cerebro animal.
El profesor Jaramillo es investigador científico del CSIC en el Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio), un centro mixto de la Universitat de València y el CSIC. Es también director de investigación en el CNRS, profesor honorario en la Universidad de Warwick y miembro de la Real Sociedad de Biología del Reino Unido. Empezó su carrera en la física de partículas, realizando su tesis en el Departamento de Física Teórica de la Universitat de València, y después migró a la modelización molecular y la biología sintética, ocupando entre otros puestos el de profesor asociado en la École Polytechnique de París. En la actualidad su investigación se centra en la evolución acelerada de virus bacterianos para el desarrollo de antibióticos y el estudio de circuitos génicos en bacterias que proporcionen un nuevo soporte para la inteligencia artificial: el soporte biológico.
Podéis encontrar más información sobre el coloquio en Indico, donde también encontraréis el enlace para seguirlo a través de internet:
