08 octubre, 2013

NaviCell: el Google Maps de las rutas metabólicas

ResearchBlogging.orgEl nacimiento de la biología molecular y los grandes avances que tuvo en la década de 1950, marcaron un hito en nuestra forma de entender cómo funciona la vida. Cada biomolécula que se descubría y se caracterizaba formaba parte de una intrincada red de reacciones químicas que ocurrían a cada instante en un determinado organismo.

El compuesto A formaba el compuesto B y este, a su vez, el compuesto C o D que servía de insumo para formar el compuesto E. Existían proteínas que facilitaban estas reacciones químicas (enzimas), permitiendo la conversión de un compuesto en otro. Habían otras que eran sub-unidades de moléculas mucho más grandes. Algunas proteínas sufrían cambios estructurales que afectaban su función. Y no solo eso, cada proteína era codificada por un gen que se activaba o inactivaba dependiendo de la presencia de otros compuestos. La complejidad de estas interacciones moleculares desafiaban la comprensión humana.

Los científicos se rompían la cabeza buscando formas de graficar y visualizar esta complejidad. En 1955, el Dr. Donald Nicholson (1916 – 2012) elaboró el primer diagrama de las rutas metabólicas*, que posteriormente pasaron a ser propiedad de la Unión Internacional de Bioquímica y Biología Molecular (IUBMB) y, desde 1990, publicados y comercializados por la empresa Sigma-Aldrich [1]. Su famoso mapa tuvo 22 ediciones, la última elaborada en el 2003, año en el que se dedicó a crear sus famosos Animaps (mapas de las rutas metabólicas interactivos).

(*) De seguro todos los que hemos estudiado biología o química hemos visto un póster que parece un diagrama del transporte público o las líneas del metro de una caótica ciudad colgado en uno de los pasillos o las oficinas de la Facultad o en algún laboratorio.

Donald Nicholson

Los mapas de interacción molecular son muy útiles para el desarrollo de problemas teóricos o experimentales, ya que pueden ser usados como como una hoja de ruta (cuando queremos saber como llegar del punto A al punto B) o como un diagrama electrónico (cuando queremos saber cómo están interconectados los distintos elementos que forman un sistema).

NaviCell es una nueva interfaz en línea, desarrollada por el Institut Curie de Francia, que permite visualizar e interactuar con las rutas metabólicas (las reacciones químicas que se llevan a cabo dentro de los seres vivos), de una manera muy intuitiva, tal como si estuviéramos buscando una avenida en el Google Maps [2].

Si bien existen muchas herramientas en línea que nos permiten navegar a través de las rutas metabólicas, tales como: KEGG, Panther, SPIKE, WikiPathways, TransPath, BioCyc, entre otros; NaviCell combina las características más esenciales de todos ellos, permitiendo colaborar con el mantenimiento y la curación de los mapas (detección de errores, identificación de nuevas reacciones, catalizadores y genes, etc.), además de intercambiar opiniones a través de los foros de discusión.

A diferencia de WikiPathways, donde cualquier usuario registrado puede modificar o actualizar los mapas, en NaviCell cada mapa cuenta con su propio blog para que los usuarios registrados dejen sus comentarios cada vez que detecten algún error o algo que deba ser actualizado. Un administrador asumirá la responsabilidad de interpretar los comentarios y modificará el mapa en caso de ser necesario, evitando así cambios incontrolados.

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Actualmente, se viene trabajando en una ampliación de las funciones de NaviCell para que incluyan otros datos relevantes como el nivel de expresión de los genes, actividades proteicas, características de las mutaciones, incluso —al mismo estilo del Google Maps— identificación de rutas alternativas para llegar del compuesto A al compuesto B.


Referencia:

  1. Nicholson DE (2000). The Evolution of the IUBMB-Nicholson Maps IUBMB Life, 50 (6), 341-344 DOI: 10.1080/713803744
  2. Kuperstein I, Cohen DPA, Pook S, Viara E, Calzone L, Barillot E & Zinovyev A (2013). NaviCell: a web-based environment for navigation, curation and maintenance of large molecular interaction maps BMC Systems Biology DOI: 10.1186/1752-0509-7-100

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