NextWave: ¿Qué áreas despiertan interés dentro de la bioinformática?
Lila Kari: Durante la última década, hemos sido testigos de emocionantes avances en los estudios del ADN, desde perspectivas totalmente heterodoxas, no tradicionales. Por ejemplo, la computación biomolecular, también conocida como computación con ADN, biocomputación o computación molecular, es una disciplina emergente que podríamos ubicar en la intersección entre la informática y la biología molecular. La idea fundamental detrás de la computación con ADN es que los datos pueden ser codificados en tiras de ADN, y que las técnicas de la biología molecular pueden ser utilizadas para llevar a cabo operaciones lógicas y aritméticas.
Debido a sus enormes paralelismos, un computador de ADN podría ser mil veces, un millón de veces más rápido, que un computador electrónico. Más aún, para codificar la misma información que puede guardarse en un micromol de ADN (una solución diluida que cabría en un cartón de leche de un litro) utilizando la tecnología IBM actual, se necesitaría una superficie de ciento sesenta hectáreas. En cuanto a los requisitos de potencia, un computador de ADN podría ser, a lo menos, mil veces más eficiente desde el punto de vista energético, que uno electrónico. Estas comparaciones, aunque basadas en datos preliminares, nos dan una idea de por qué las biomoléculas podrían ser un medio preferible para computaciones en algunas aplicaciones. La investigación en computación con ADN in vitro e in vivo que se está realizando hoy en día nos está proporcionando mucha información relevante acerca de las capacidades computacionales de los seres vivos. En conjunto, podríamos considerarla un paso previo a la posible utilización, en un futuro, de la computación con ADN como herramienta complementaria y viable en el área de la informática.
NextWave: ¿Cómo comenzó a involucrarse en este tipo de investigación?
Lila Kari: En la universidad estudié matemáticas e informática. Podría decirse que comencé a introducirme en el campo de la biocomputación cuando, allá en el año 1987, mi colega Tom Head, de la State University de Nueva York, desarrolló un modelo matemático para operaciones de recombinación del ADN. Estaba familiarizada con este modelo, que es muy interesante desde un punto de vista teórico, pero no comencé a implicarme activamente hasta que Gheorghe Paun me mostró un artículo de Len Adleman publicado en la revista Science en 1994, que hablaba de los resultados de un experimento que resolvió un problema computacional, el denominado Hamiltonian Path Problem (o “Problema del camino Hamiltoniano”), únicamente a través de la manipulación de tiras de ADN en tubos de ensayo. Se trató de un avance científico alucinante, que hizo todavía más real el vínculo entre la biología y la informática. Fue a partir de este momento cuando comencé a interesarme por el poder computacional de la informática basada en ADN. Junto con Gheorge Paun (y Rudi Freund), y ampliando algunos de sus resultados anteriores, pudimos demostrar la existencia de un modelo de computación con ADN basado en la eliminación de intrones (o splicing), con potencia computacional universal.
Esta constatación tenía, a mi modo de ver, implicaciones fascinantes, porque, en principio, nos llevaba a suponer que, solamente moviendo y alterando tiras de ADN en tubos de ensayo, podríamos encarar cualquier problema que hasta la fecha sólo podía ser solucionado mediante la utilización de un computador electrónico. De este descubrimiento también surgieron interpretaciones filosóficas interesantes: del mismo modo que se ha demostrado que la física y otras ciencias están gobernadas por leyes matemáticas, lo mismo podría decirse, quizás, de la biología y de la vida misma.
En cierto sentido, podríamos describir artísticamente esta investigación que trata de conectar la biología con las computación y las matemáticas como “la venganza de Platón”. Él intuyó hace 2500 años que detrás del mundo material hay conceptos, ideas, basadas en las matemáticas. Ahora nos toca a nosotros demostrar que este gran filósofo estaba en lo cierto, y la investigación en computación biomolecular es un primer paso en esta dirección.
Next Wave: ¿De qué manera estaría relacionado su trabajo en bioinformática con la nanobiotecnología?
Lila Kari: Algunos de los resultados que obtuve con Laura F. Landweber relativos a la potencia computacional de la redistribución génica en ciliates indican que, en principio, estos organismos unicelulares podrían tener la capacidad de realizar, por lo menos, cualquier tarea de programación llevada a cabo hoy en día por un computador estándar. Cabría así la posibilidad de contemplar la existencia en un corto-medio plazo de una célula programable que podría ser empleada para múltiples fines médicos y computacionales.
Nuestra investigación complementa el trabajo que se está llevando a cabo en las áreas de los circuitos génicos y la ingeniería de la comunicación intercelular, que ofrecen posibles aplicaciones en los campos de la medicina, la agricultura, la supervisión medioambiental, la manufactura a escala molecular y la electrónica molecular.
Next Wave:¿Cuáles cree que son las necesidades de la nanobiotecnología, en términos de mano de obra investigadora?
Lila Kari: Hay una necesidad creciente de personas con formación amplia en tanto informática como bioquímica. Los canadienses tienen grandes oportunidades en este campo ya que Canadá cuenta con excelentes programas de formación en informática, matemáticas y bioquímica.
Next Wave: ¿Qué dirección cree que está llevando esta disciplina, tanto científicamente como desde el punto de vista de creación de empleo?
Lila Kari: Hay muchas oportunidades, tanto laborales como de investigación. Científicamente, como cada vez que se fusionan dos disciplinas previamente inconexas, existen multitud de interrogantes que están exigiendo respuestas. Para un investigador, quizás cansado, estancado, dentro de su propio campo de especialización, el encontrar otra disciplina que plantee desafíos enteramente diferentes y donde sus contribuciones puedan ser realmente valiosas, resulta muy estimulante. El exponerse a los problemas de otro campo equivale a encontrar una mina de oro, y en este momento el oro está precisamente en todas estas preguntas de biología molecular, brillantes, previamente camufladas, que exigen ser resueltas.
La Dra. Lila Kari es profesora asociada en el departamento de informática de la Universidad de Western Ontario. Se doctoró en matemáticas e informática por la Universidad de Turku (Finlandia) en 1991. Entre sus actuales intereses investigadores cabría citar la computación biomolecular, la computaciónbiológica y la bioinformática. |
