L'IRB Barcelona crea un model "excepcional" de simulació de l’ADN

El Laboratori de Modelització Molecular i Bioinformàtica de l'Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona), ha desenvolupat un nou model de simulació de l’ADN a nivell atòmic que permet conèixer-ne la dinàmica “amb una exactitud excepcional”, segons expliquen els investigadors de l’estudi. El treball, que s’ha publicat a la Nature Methods, ha estat desenvolupat en col·laboració amb el Barcelona Supercomputing Center (BSC) i laboratoris d'Anglaterra i Estats Units.

Veure per simulació el que no és possible observar directament per mitjans experimentals, això és el que fa la dinàmica molecular, una tècnica que permet simular el moviment de l’ADN, els seus plegaments en cadena i fins i tot la seva interacció amb proteïnes o fàrmacs. I és el que ha estudiat aquest grup d’investigadors del IRB, dedicat al desenvolupament de metodologia teòrica per entendre el comportament de les biomacromolècules i, en particular, dels àcids nucleics i les seves aplicacions biomèdiques i bionanotecnològiques.

La nova tècnica que ha estat desenvolupada durant 5 anys i testada en més de 100 sistemes d’ADN permet estudiar els processos que es produeixen en escales de temps que van des de picosegons a minuts, i que s’apliquen a sistemes moleculars de diverses grandàries, des d’alguns nanòmetres fins a un metre. Les dades de l’estudi estan allotjades en un lloc web públic que ja suma més de 4 Terabytes d'informació, accessible a través de l'Institut Nacional de Bioinformàtica (INB) i de la xarxa ELIXIR-Excellerate (la major infraestructura de dades de ciències de la vida a Europa).

"Mai abans un camp de força ha permès l'estudi d'estructures tan diverses, en temps rellevants per entendre fenòmens biològics", assegura Pablo Dans Puiggròs, investigador de l'IRB Barcelona i primer signant de l'article juntament amb Ivan Ivani, estudiant de doctorat del mateix laboratori. A més d’aquest nou model de simulació, els autors han presentat la primera plataforma dedicada a simulacions atomístiques d’àcids nucleics que “permet predir propietats de l’ADN que després poden ser contrastades directament amb experiments", afirma Modesto Orozco, director del projecte.

L’estudi, fruit del programa d'investigació en Biologia Computacional (IRB Barcelona i BSC) i finançat pel Consell Europeu de Recerca (ERC Advanced Grant), el Ministeri d'Economia, la Generalitat de Catalunya i l'Institut Nacional de Bioinformàtica, permetrà avançar en la comprensió de la funcionalitat biològica de l'ADN, des dels mecanismes de reconeixement de les proteïnes a la millora dels fàrmacs que tenen els àcids nucleics com a objectiu. "Els avenços en simulació ens aproximen al somni de descriure el comportament dels éssers vius a partir de les regles bàsiques de la física i la química", assegura Orozco.