La separación de las dos fibras del ADN es un proceso que ocurre en millonésimas de segundos, lo que dificulta enormemente el estudio experimental y hace que sea necesaria la simulación computacional. Tras cuatro años de puesta a punto de un modelo físico efectivo y el uso del supercomputador MareNostrum, científicos del Institut de Rercerca Biomèdica (IRB Barcelona) y el Barcelona Supercomputing Center (BSC) han conseguido la primera simulación realista de la apertura del ADN en alta resolución. Al frente del grupo están los investigadores Modesto Orozco, jefe del grupo de Modelización y Bioinformática del IRB Barcelona y director del departamento de Ciencias de la Vida del BSC, y Alberto Pérez, investigador Juan de la Cierva en el BSC, actualmente en la Universidad de California San Francisco (Estados Unidos), que han publicado los resultados en la prestigiosa revista Angewandte Chemie.
Los científicos han estudiado un fragmento pequeño de ADN, de 12 pares de bases -el genoma humano tiene unos 3.000 millones de pares de bases-, y han obtenido 10 millones de fotos estructurales que muestran la película de cómo se desarrolla. En este proceso han revelado dos rutas principales que conducen del estado de su estructura natural plegada a la forma desplegada. "Este proyecto forma parte de un objetivo más grande del laboratorio: intentar comprender los cambios que sufre la estructura del ADN según los procesos biológicos que ocurren dentro de la célula, como la expresión y represión de genes o la replicación y la transcripción del ADN", explica Modesto Orozco.
El ADN contiene la información genética de los seres vivos y su estructura de doble hélice fue descubierta hace más de 50 años por Watson y Crick. El ADN y las proteínas que lo modifican son las dianas terapéuticas más importantes en diversas patologías y de manera especial en cáncer. El trabajo del IRB Barcelona y el BSC proporciona una visión detallada del mecanismo por el que tiene lugar uno de los procesos más importantes en el ADN y abre nuevas expectativas sobre la conexión entre propiedades físicas, funcionalidad y efecto farmacológico. El objetivo último es que la suma de nuevos avances hagan del ADN una diana farmacológica universal.
Artículos de referencia:
Real-time Atomistic Description of DNA Unfolding, Alberto Pérez y Modesto Orozco.
Angewandte Chemie 2010 (doi: 10.1002/ange.201000593).
Angewandte Chemie - International Edition 2010 (doi: 10.1002/anie.201000593).
Video del desarrollo de un fragmento de ADN.