9 December, 2022 Revista Digital sobre Patentes, Marcas y Propiedad Intelectual

Estudian plegamiento de proteínas con algoritmos computacionales

AUTOR: Felipe Sánchez 

FUENTE: AGENCIA INFORMATIVA CONACYT

Saltillo, Coahuila.  (Agencia Informativa Conacyt).- En 2005, un grupo de investigadores mexicanos creó el grupo de Plegamiento de Proteínas; respaldados por más de 10 años de investigación y uniendo esfuerzos en torno a este tema, han reportado avances y contribuido al estudio de este proceso genético desde el ámbito de la bioinformática.

Un tema de estudio fundamental es el mal plegamiento de proteínas, un problema complejo relacionado con enfermedades como Parkinson, Alzheimer, encefalopatía espongiforme bovina (enfermedad de las vacas locas), entre otras. Este fenómeno requiere un estudio complejo desde diversas áreas como biología, genética, biofísica, ciencias computacionales, matemáticas, química, etcétera.

Desarrollo de algoritmos especializados

algoritmo recuadro1 726Dr. Juan Frausto Solís y Dr. Ernesto Liñan García.El objetivo del proyecto es el diseño y adecuación de algoritmos que procesen la secuencia de aminoácidos de cierta proteína, con la finalidad de predecir su estructura nativa, la cual es la funcionalmente biológica.

Desde el 2005, el grupo de investigación de Plegamiento de Proteínas se ha enfocado en aportar contribuciones en el diseño de diversos algoritmos computacionales, basados en varios métodos para resolver problemas computacionales, entre los que destacan: recocido simulado clásico, Multiquenching Annealing, Multiquenching Caótico, Golden Ratio Annealing, BEO (Bose Einstein Optimization), entre otros.

Con esta investigación, el equipo de trabajo ha propuesto mejoras de algoritmos para resolver el problema del mal plegamiento de proteínas para instancias que tengan menos de 100 aminoácidos.

adn“La principal innovación es la creación de algoritmos metaheurísticos computacionales eficientes para predecir la estructura nativa de las proteínas o estructuras cercanas a la nativa. No pretendemos obtener el algoritmo que realiza la naturaleza para el proceso de plegamiento”, puntualizó el doctor Ernesto Liñán García, coordinador del cuerpo académico de Modelo de Ingeniería y Ciencias Aplicadas y profesor investigador de la Facultad de Sistemas de la Universidad Autónoma de Coahuila (Uadec), Unidad Saltillo.

Los algoritmos propuestos han ayudado a resolver otros problemas tales como alineamiento de secuencias de ADN, satisfactibilidad y otras dificultades académicas.

“Hemos imaginado que la naturaleza toma atajos y experiencia de lo que ha vivido, cosas que ha vivido las aprovecha. Nosotros hemos mezclado algoritmos que tienen que ver con esas otras áreas, hicimos un modelo general inmenso que involucra todas las áreas, algunas partes de este modelo las hemos implantado en cierto tipo de proteínas para obtener mejores resultados y lo hemos logrado”, explicó el doctor Juan Frausto Solís, profesor investigador del Instituto Tecnológico de Ciudad Madero (ITCM) —que forma parte del Tecnológico Nacional de México— y miembro del Laboratorio Nacional de Tecnologías de la Información (Lanti).

El científico agregó que han empleado los algoritmos en otras áreas para comprobar su eficacia con buenos resultados. La aplicación a problemas científicos y tecnológicos de estos algoritmos es muy diversa y se han implementado en aspectos como ruteo de vehículos, asignación de máquinas a tareas en problemas industriales y predicción de la volatilidad de activos financieros de las bolsas de valores, todos con excelentes resultados, de acuerdo con los investigadores.

Resultados y futuro de la investigación

Mal plegamiento de proteínas

La función vital de una proteína está directamente relacionada con una estructura tridimensional particular conocida como estructura nativa o funcional. Dichas estructuras tienen una conformación molecular que la naturaleza logra mediante un proceso conocido como plegamiento de proteínas. Una proteína mal plegada no alcanza su estructura nativa y pudiera causar diversas enfermedades como Parkinson, Alzheimer, la enfermedad de las vacas locas, entre otras.

Actualmente, el grupo de investigación ha publicado un promedio de 10 artículos científicos en congresos nacionales, internacionales y revistas indexadas. Hasta el momento se ha experimentado con proteínas de longitud menor a 100 aminoácidos; sin embargo, el grupo de investigadores tiene planeado expandir el proyecto.

“Empezamos una etapa en la que queremos modelar proteínas de más de 100 aminoácidos, estamos explorando modelos de cómputo paralelo más especializados que antes. Tenemos más poder tecnológico, lo que sigue es atacar proteínas de un reto mayor”, enfatizó el doctor Frausto Solís.

De acuerdo con la investigación, se ha explorado una gran cantidad de algoritmos y algunos de ellos resuelven muy eficazmente este problema. Durante el proyecto se ha aplicado el enfoque ab initio considerando solo la secuencia de los aminoácidos de las proteínas, generando resultados competitivos y en ocasiones mejores que los presentados en la literatura sobre el tema.

“Hemos explorado aproximadamente cerca de 30 algoritmos y hemos propuesto como 10 para resolver este problema. El futuro de la investigación será procesar proteínas de gran tamaño y diseñar mejores algoritmos que realicen procesamiento en paralelo”, detalló el doctor Liñán García.

Además de estudiar proteínas de mayor tamaño, el equipo de trabajo buscará características ocultas que provocan excepciones genéticas que generan su plegamiento.

“Hemos planteado que lo más seguro es que tal vez hay condiciones ocultas por la naturaleza que no hemos encontrado, es un reto que queremos abordar, por qué esas excepciones quedan fuera del grupo de las proteínas o si son condiciones que no estamos entendiendo. Al entender mejor el problema, vamos a poder modelarlo”, comentó el doctor Frausto Solís.

Los científicos hacen la invitación abierta a estudiantes de posgrado e investigadores de México que tengan interés en participar en este proyecto bioinformático multidisciplinario.

 

 

contacto

 

Grupo de Plegamiento de Proteínas

Dr. Juan Frausto Solís
Instituto Tecnológico de Ciudad Madero 01 (833) 357 4820 exts. 3110 y 3111
[email protected]

Dr. Ernesto Liñán García
Universidad Autónoma de Coahuila 01 (844) 689 1030
[email protected]

Dr. Juan Paulo Sánchez Hernández
Universidad Politécnica del Estado de Morelos 01 (777) 229 3506
[email protected]

Dra. Guadalupe Castilla Valdez
Instituto Tecnológico de Ciudad Madero 01 (833) 357 4820
[email protected]

Dr. Juan Javier González Barbosa
Instituto Tecnológico de Ciudad Madero 01 (833) 357 4820 ext. 3024
[email protected]

Comparte tu opinión sobre este artículo

Comentarios

Related Posts

Revelan patente de Microsoft de computadora plegable

4 julio, 2019

4 julio, 2019

El aparato es bastante similar al Surface Book 2 de Microsoft, pues ambos son plegables y cuenta con dos pantallas que se unen a través de una bisagra

Lanzan primera etapa de Cleantech Labs CDMX

14 marzo, 2016

14 marzo, 2016

AUTOR: Mercedes López FUENTE:  AGENCIA INFORMATIVA CONACYT   Ciudad de México. 10 de marzo de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- Con una secuencia...

Crean fluido de cementación para pozos petroleros de bajo costo

25 julio, 2018

25 julio, 2018

Ideal para pozos someros o a profundidades de tres mil o cuatro mil metros Estudiantes de la Facultad de Ingeniería...

Más tecnología para mejorar el metro de CDMX

25 mayo, 2018

25 mayo, 2018

Por Israel Pérez Valencia Santiago de Querétaro, Querétaro.  (Agencia Informativa Conacyt).- Ante la necesidad de mejorar la seguridad y eficacia...

Probarán en humanos fármaco contra cáncer creado en la UNAM

4 octubre, 2017

4 octubre, 2017

La molécula reduce 60 por ciento el tamaño de los tumores De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud...

Un guante para comunicarse de nuevo

13 junio, 2017

13 junio, 2017

Por Dalia Patiño González Puebla, Puebla.  (Agencia Informativa Conacyt).- Speaking Glove es una herramienta tecnológica que, a través de un...

Diseñan en Centro de Investigación en Querétaro sistema que emplea energía solar para deshidratación de productos en la industria alimentaria

11 mayo, 2016

11 mayo, 2016

FUENTE: AGENCIA ID Además de amigable con el ambiente es un concepto modular de aplicación versátil. A solicitud de una empresa...

Propone UAQ opciones para consumo de jamaica

8 abril, 2017

8 abril, 2017

Por Israel Pérez Valencia Santiago de Querétaro, Querétaro. (Agencia Informativa Conacyt).- La Universidad Autónoma de Querétaro (UAQ), a través de...

Construyen techos dignos con materiales económicos

28 abril, 2018

28 abril, 2018

Por Pablo Miranda Ramírez Guadalajara, Jalisco.  (Agencia Informativa Conacyt).- El uno por ciento de los hogares construidos en localidades urbanas tiene...

Anticipa las contingencias ambientales con la app Aire CDMX

8 marzo, 2017

8 marzo, 2017

Por Amapola Nava   Ciudad de México.  (Agencia Informativa Conacyt).- La temporada de ozono inicia durante la última semana de febrero...

Instalan biorrefinería que genera biocombustibles a partir de microalgas y aguas residuales

11 noviembre, 2016

11 noviembre, 2016

Ciudad de México. (Agencia Informativa Conacyt).- Alrededor de 90 por ciento de la energía que se utiliza en México se produce a...

Impulsa Infotec desarrollos científicos y tecnológicos de alto impacto con empresas

5 diciembre, 2016

5 diciembre, 2016

Ciudad de México.  (Agencia Informativa Conacyt).- Con el propósito de dar un valor económico al trabajo científico que se realiza en...

Mexicano es reconocido internacionalmente por creación de modelo de ingeniería de costos

19 enero, 2017

19 enero, 2017

El sistema conforma valores de economía, administración, psicología y ciencias de la computación, y se ha implementado en la industria...

Reconocen empresa que desarrolló el primer biofungicida en México

26 abril, 2016

26 abril, 2016

AUTOR: Mercedes López FUENTE: AGENCIA INFORMATIVA CONACYT   Ciudad de México. 21 de abril de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- Por su gran...

Fotomorfogénesis en agricultura

17 mayo, 2017

17 mayo, 2017

Por Tomás Dávalos Pabellón de Arteaga, Aguascalientes.  (Agencia Informativa Conacyt).- El color, la frecuencia y la intensidad de la luz...