La separació de les dues fibres de l’ADN és un procés que passa en milionèsimes de segons, el que dificulta enormement l’estudi experimental i fa que sigui necessària la simulació computacional. Després de quatre anys de posada a punt d’un model físic efectiu i l’ús del supercomputador MareNostrum, científics de l’Institut de Rercerca Biomèdica (IRB Barcelona) i el Barcelona Supercomputing Center (BSC) han aconseguit la primera simulació realista de l’obertura de l’ADN a alta resolució. Al capdavant hi ha els investigadors Modesto Orozco, cap del grup de Modelització i Bioinformàtica de l’IRB Barcelona i director del departament de Ciències de la Vida del BSC, i Alberto Pérez, investigador Juan de la Cierva al BSC, actualment a la Universitat de Califòrnia San Francisco (Estats Units), que han publicat els resultats a la prestigiosa revista Angewandte Chemie.
Els científics han estudiat un fragment petit d’ADN, de 12 parells de bases –el genoma humà té uns 3.000 milions de parells de bases–, i han obtingut 10 milions de fotos estructurals que mostren la pel·lícula de com es desplega. En aquest procés han revelat dues rutes principals que condueixen de l’estat de la seva estructura natural plegada a la forma desplegada. “Aquest projecte forma part d’un objectiu més gran del laboratori: intentar comprendre els canvis que pateix l’estructura de l’ADN segons els processos biològics que passen dins la cèl·lula, com ara l’expressió i repressió de gens o la replicació i la transcripció de l’ADN”, explica Modesto Orozco.
L’ADN conté la informació genètica dels éssers vius i la seva estructura de doble hèlix va ser descoberta fa més de 50 anys per Watson i Crick. L’ADN i les proteïnes que el modifiquen són les dianes terapèutiques més importants en diverses patologies i de manera especial en càncer. El treball de l’IRB Barcelona i el BSC proporciona una visió detallada del mecanisme pel qual té lloc un dels processos més importants en l’ADN i obre noves expectatives sobre la connexió entre propietats físiques, funcionalitat i efecte farmacològic. L’objectiu últim és que la suma de nous avenços facin de l’ADN una diana farmacològica universal.
Articles de referència:
Real-time Atomistic Description of DNA Unfolding, Alberto Pérez i Modesto Orozco.
Angewandte Chemie 2010 (doi: 10.1002/ange.201000593).
Angewandte Chemie - International Edition 2010 (doi: 10.1002/anie.201000593).
Vídeo del desplegament d’un fragment d’ADN.