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Ignacio CrespoJuan Carlos GilFrancis VillatoroJosé EdelsteinHéctor SocasSilvana TapiaIsabel CorderoLuisa AchaerandioGastón Giribetsoftware análisis información adngenes eucariotas exones intronesproceso splicing arn mensajerosrotura del adn mensajerosplicing de arn mensajerosexones producen varias proteínasgenes tienen parte reguladorapromotores y represores activan genesgenes codificados unos 20000información biológica clara adnfrancis villatoro porcentaje adnadn basura evolutivaregiones repetitivas sin códigofunción biológica adn no codificantefrancis villatoro explica composición adnproyecto encode y expresión génicaregiones no codificantes del adninteligencia artificial para encodedatos masivos en proyecto encodeanálisis de bases individuales del adnfragmentos de 100 bases de adninteligencia artificial y correlaciones adn3200 millones de bases de adnADNFrancis VillatoroInteligencia ArtificialARN mensajeroproyecto ENCODEAlpha GenomeAlfa FoldADN no codificanteDeepMindIgnacio CrespoSNIPLuisa Achaerandio
ADN no codificante
Con
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Francis Villatoro explica que solo un porcentaje pequeño del ADN contiene información biológica clara y codifica genes, mientras que el resto está compuesto por secuencias no codificantes como pseudogenes y ribozimas.
…muchas facetas y que es la versión integradora de todo eso la que contiene la información. Entonces, ¿una de las cuestiones que ha habido con los enormes avances de inteligencia artificial en el campo de la biología y de la genética ha sido que han aparecido? Muchísimos software, muchísimas herramientas para analizar desde diferentes enfoques lo que es la información que contiene el ADN. La información que contiene el ADN, que no solo son la parte codificante, lo que son realmente los genes, los genes en eucariotas están divididos en trocitos que se llaman exones, con unos trocitos y medio los intrones que no son codificantes de la proteína y un proceso de splicing de pegado de esos ARN mensajeros, de rotura del ADN mensajero para quitarle los exones y después de unión para. obtener un ARN mensajero y eso genera que algunos genes, entre comillas, un grupo de exones, produzca varias proteínas, codifique varias proteínas, no una única proteína, en función de cómo se corten y se peguen esos trozos. Eso genera complejidad, pero además los genes tienen lo que tienen una parte reguladora; hay una parte no codificante antes del trozo que codifica el gen y a veces incluso después de ese gen en la que se acoplan una serie de proteínas, de reguladores de la expresión del gen: promotores, represores, etcétera, que activan, desactivan y que son claves en no solo la expresión de un gen sino también. El gen que está plegado en los cromosomas hay que desplegarlo en diferentes lazos y eso; hay toda una parte del ADN que no codifica genes porque codificamos unos 20.000 genes que son muy poquitos otros 30.000 sedogenes y otra serie de elementos desde ribocimas, etcétera. Pero bueno, es un porcentaje relativamente bajo en total, puede ser entre el 2 y el 4% de todo el ADN tiene una información biológica clara, que en principio podemos soñar con asociar una función, pero es que hay una parte. no codificante que es puramente basura, entre comillas, puede ser la mitad del ADN; que son restos evolutivos. Tenemos cantidad de virus, cantidad de regiones que son regiones repetitivas, que claramente no codifican nada, pero también hay como un 40 y largo, cerca del 50% que aparentemente tiene función biológica. Esa es la gran apuesta del proyecto ENCODE. Entender eso, entender que en esa parte no codificante se encuentra una parte reguladora de toda la expresión génica y de cómo se activan unos genes u otros en un tipo de célula o en otro tipo de célula, cómo el entorno influye en que se active en ciertas rutas; eso todavía es un tema muy complicado. Entonces, para tratar de entender eso, ¿qué han decidido hacer? Usar inteligencia artificial. Y se han usado muchas herramientas, pero estas herramientas son muy complicadas porque la cantidad de datos que tenemos que entender es muy grande. De las herramientas utilizan una ventana de contexto relativamente pequeña o utilizan un trozo de ADN grande, pero lo trocean en bins, en trocitos, en trocitos de 100, de 250, de 500 bases y entonces te hacen un análisis de un trozo grande, pero troceado de esa manera o trabajan con trozos relativamente pequeños y ya mira la información base a base, letra a letra en el ADN. Entonces, si pretendemos empezar a entender toda esa complejidad regulatoria del ADN no codificante, lo que tenemos es que atacar el problema de verdad y el problema de verdad es cojo los 3.200 millones de bases y hago un análisis una a una de todas ellas con una inteligencia artificial suficientemente poderosa como mínimo tener correlaciones de todo el ADN con todo el ADN. Eso hoy en día es imposible; no hay ordenadores en el mundo capaces de hacerlo. Pero claro, ¿quién tiene los ordenadores más poderosos para hacer un primer paso hacia eso que nos gustaría a todos tener? Porque puede que eso sea revolucionario o puede que no. Puede que cuando hagamos eso descubramos que todo es demasiado complicado, no lo…
Significado #2 · Palabras #1
Francis Villatoro explica que solo un porcentaje pequeño del ADN contiene información biológica clara y codifica genes, mientras que el resto está compuesto por secuencias no codificantes como pseudogenes y ribozimas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #1software análisis información adngenes eucariotas exones intronesproceso splicing arn mensajerosrotura del adn mensajerosplicing de arn mensajerosexones producen varias proteínasgenes tienen parte reguladorapromotores y represores activan genesgenes codificados unos 20000información biológica clara adnfrancis villatoro porcentaje adnadn basura evolutivaregiones repetitivas sin códigofunción biológica adn no codificantefrancis villatoro explica composición adnproyecto encode y expresión génicaregiones no codificantes del adninteligencia artificial para encodedatos masivos en proyecto encodeanálisis de bases individuales del adnfragmentos de 100 bases de adninteligencia artificial y correlaciones adn3200 millones de bases de adn…muchas facetas y que es la versión integradora de todo eso la que contiene la información. Entonces, ¿una de las cuestiones que ha habido con los enormes avances de inteligencia artificial en el campo de la biología y de la genética ha sido que han aparecido? Muchísimos software, muchísimas herramientas para analizar desde diferentes enfoques lo que es la información que contiene el ADN. La información que contiene el ADN, que no solo son la parte codificante, lo que son realmente los genes, los genes en eucariotas están divididos en trocitos que se llaman exones, con unos trocitos y medio los intrones que no son codificantes de la proteína y un proceso de splicing de pegado de esos ARN mensajeros, de rotura del ADN mensajero para quitarle los exones y después de unión para. obtener un ARN mensajero y eso genera que algunos genes, entre comillas, un grupo de exones, produzca varias proteínas, codifique varias proteínas, no una única proteína, en función de cómo se corten y se peguen esos trozos. Eso genera complejidad, pero además los genes tienen lo que tienen una parte reguladora; hay una parte no codificante antes del trozo que codifica el gen y a veces incluso después de ese gen en la que se acoplan una serie de proteínas, de reguladores de la expresión del gen: promotores, represores, etcétera, que activan, desactivan y que son claves en no solo la expresión de un gen sino también. El gen que está plegado en los cromosomas hay que desplegarlo en diferentes lazos y eso; hay toda una parte del ADN que no codifica genes porque codificamos unos 20.000 genes que son muy poquitos otros 30.000 sedogenes y otra serie de elementos desde ribocimas, etcétera. Pero bueno, es un porcentaje relativamente bajo en total, puede ser entre el 2 y el 4% de todo el ADN tiene una información biológica clara, que en principio podemos soñar con asociar una función, pero es que hay una parte. no codificante que es puramente basura, entre comillas, puede ser la mitad del ADN; que son restos evolutivos. Tenemos cantidad de virus, cantidad de regiones que son regiones repetitivas, que claramente no codifican nada, pero también hay como un 40 y largo, cerca del 50% que aparentemente tiene función biológica. Esa es la gran apuesta del proyecto ENCODE. Entender eso, entender que en esa parte no codificante se encuentra una parte reguladora de toda la expresión génica y de cómo se activan unos genes u otros en un tipo de célula o en otro tipo de célula, cómo el entorno influye en que se active en ciertas rutas; eso todavía es un tema muy complicado. Entonces, para tratar de entender eso, ¿qué han decidido hacer? Usar inteligencia artificial. Y se han usado muchas herramientas, pero estas herramientas son muy complicadas porque la cantidad de datos que tenemos que entender es muy grande. De las herramientas utilizan una ventana de contexto relativamente pequeña o utilizan un trozo de ADN grande, pero lo trocean en bins, en trocitos, en trocitos de 100, de 250, de 500 bases y entonces te hacen un análisis de un trozo grande, pero troceado de esa manera o trabajan con trozos relativamente pequeños y ya mira la información base a base, letra a letra en el ADN. Entonces, si pretendemos empezar a entender toda esa complejidad regulatoria del ADN no codificante, lo que tenemos es que atacar el problema de verdad y el problema de verdad es cojo los 3.200 millones de bases y hago un análisis una a una de todas ellas con una inteligencia artificial suficientemente poderosa como mínimo tener correlaciones de todo el ADN con todo el ADN. Eso hoy en día es imposible; no hay ordenadores en el mundo capaces de hacerlo. Pero claro, ¿quién tiene los ordenadores más poderosos para hacer un primer paso hacia eso que nos gustaría a todos tener? Porque puede que eso sea revolucionario o puede que no. Puede que cuando hagamos eso descubramos que todo es demasiado complicado, no lo…
Francis Villatoro analiza las expectativas generadas por Alpha Genome, una iniciativa similar a DeepMind con sus modelos AlfaFold, para analizar el ADN no codificante.
Habla: Francis VillatoroSignificado #9 · Palabras #6alpha genome analiza adn no codificanteprototipo alpha genome biomedicinamedicina personalizada con alpha genome…3, que ahora se está usando en docking de fármacos financiado por grandes farmacéuticas, eso ya no es accedible a todos los investigadores, sino solo a quien paga, y las grandes farmacéuticas están pagando, y parece que pagan porque ven que sacan rendimiento Y les ahorra dinero y costes, pues lo que ha planteado Dismine es hacer algo parecido con esta parte no codificante del ADN. Claro, lo que tenemos ahora es una especie de prototipo, es un primer paso. Alpha Genome prácticamente no aporta nada, y por favor, muchas comillas en lo que acabo de decir. Es decir, no es lo que queremos, no es lo que deseamos, no es lo que soñamos, no es lo que va a revolucionar la biomedicina desde el punto de vista de la genética, y sobre todo la medicina personalizada, porque todavía lejísimos, pero es muy prometedor. Es un software de inteligencia artificial con una ventana de un millón, una megabase, un millón de letras con resolución de una letra, una a una. Eso es un salto de gigante comparado con las decenas de software que hay actualmente que hacen este tipo de cosas…
Francis Villatoro reflexiona sobre el posible impacto futuro de la herramienta Alpha Genome, comparándolo con su predecesora, Alfa Fold.
Habla: Francis VillatoroSignificado #7 · Palabras #4alpha genome vs alfa foldadn no codificante visión nuevarecursos alpha genome importantes…ellos y obtiene resultados que después tiene que agregar con su propia inteligencia. Y ahora se encuentra con un único software que le sirve por los 14 y que le da la información ya agregada, pues eso es una maravilla porque te ahorra muchísimo trabajo, ¿no? Entonces, el impacto que va a tener esto no sabemos cuál va a ser; yo no soy capaz de poner la mano en el fuego y decir: Alfa Genome versión 3 va a ser tan revolucionado como Alfa Fold, pero lo mismo sí, o lo mismo no. Pero en cualquier caso es un trabajo muy interesante y que nos aporta una nueva visión sobre el ADN no codificante que hasta ahora no teníamos, y que hasta ahora lo teníamos con software muy separado que han aprendido de manera muy diferente. Aquí se ha metido una enorme cantidad de recursos para ser algo que literalmente lo que es ahora mismo. AlfaFol es una, entre comillas, tontería, o sea, ayuda a la metodología de los jóvenes investigadores y a muchos investigadores, pero les ayuda en un problema que está a muchísimos años o décadas de ser resuelto. Pero los avances que está habiendo el interés…
Luisa Achaerandio introduce una analogía sobre el ADN como un libro de instrucciones completo y plantea la necesidad de comprender su contenido en lugar de solo analizar fragmentos.
Habla: Luisa AchaerandioSignificado #18adn como libro de instruccionesun millón de bases marcoposición 89 millones snip…o sea, fue en 1977 cuando Maxali Gilberto hizo la primera secuenciación química ¡Ojo! O sea, ¿cómo está subiendo esto? Los matemáticos de la sala, por favor, que digan cuándo va a explotar todo, ¿vale? Porque es que es, me parece increíble, o sea, este Cambio de frame, ¿vale? Que estamos teniendo y también la idea que tú has dicho, Francis, de frame, porque tenemos un millón de bases, ¿no? Ese es nuestro marco. Y si el ADN es un libro de instrucciones completo, ¿cómo vas a saber tú de qué va este libro con solo un capítulo? ¿Vale? O sea, realmente eso es como lo que creo que hay que hacer ver, porque acabo de decir un dato de un SNIP concreto: la posición 89 millones, o sea, es un orden de magnitud más. Sí, sí, sí, sí, y eso ya digo, en temas de eso, de cómputo, de coste, etcétera, es muy difícil que un artículo de este tipo te lo comente, pero son costes muy altos; es decir, lo que ha hecho DeepMind, lo que hay que dar. Claro, que lo publica en Nature…
Ignacio Crespo continúa explicando el concepto de origami con ADN, haciendo referencia a la estructura de doble hélice del ADN y su composición basada en un código de cuatro letras.
Habla: Ignacio CrespoSignificado #5origami con adn y figuras geométricasflexibilidad del adn para doblecesfiguras tridimensionales con adnestructura de doble hélice del adncódigo de cuatro letras biología molecularmolécula de adn en organismosadenina guanina citosina timinacadenas de adn con nucleótidosinformación genética del organismoproteínas traducidas desde el códigoadenina une siempre a timinacitosina se une a guaninasecuencia nucleótidos diseñada intencionadamente…además totalmente multidisciplinares. Hay expertos en origami de ADN, en inmunología, en vacunas frente a VIH, en modelos murinos humanizados, en secuenciación, en análisis de receptores de linfocitos, etc. Y bueno, la primera pregunta y la más llamativa es: ¿Pero se puede hacer un origami con ADN? Pues se puede. ¿Por qué? Bueno, porque la molécula lo permite. Un origami sabemos que, bueno, no somos expertos pero todos hemos intentado hacer alguna figurita geométrica doblando un papel gracias a la flexibilidad y hacer una serie de dobleces con fuerzas que permiten, bueno, pues hacer figuras tridimensionales. El ADN tiene también una característica muy importante que permite de alguna Manera hacer también figuras geométricas. De hecho, el ADN ya vemos que hace una configuración de doble hélice cuando está formando parte, por ejemplo, de los cromosomas. Recordemos que la molécula de ADN es una cadena de longitud indeterminada dependiendo del organismo y que está formado por un código de cuatro letras, pero son cuatro letras que simplemente en biología molecular representamos a cada una de esas moléculas como una letra, pero realmente son moléculas que están unidas. La adenina que se representa por la forma A, la guanina por la letra G, la citosina por la letra C y la timina por la letra T, entonces una cadena de ADN sería la combinación o el enlace o la conjunción de muchas estructuras de este tipo, por ejemplo A, T, C, G, G, C, T como queramos. Luego eso ahí es donde se guarda toda la información del organismo; está escrita en un código que luego lo van traduciendo hasta que da lugar a algo entendible para las células, como son las proteínas. Bueno, pues esos nucleótidos, esas A, C, G, T, están dispuestas en forma de cadena, pero tienen una característica y es que se unen unas a otras, pero no lo Hacen al azar, sino que la adenina, la A, se une siempre a la T, por una serie de enlaces de puentes de hidrógeno, y la citosina se une siempre a la guanina, y viceversa; cuando hay una guanina. De esta forma nosotros podemos hacer cadenas de ADN con una secuencia de nucleótidos con una digamos una secuencia determinada hecha y diseñada a propósito para, por ejemplo, voy a poner un ejemplo: si yo tengo una y luego introduzco seis o siete citosinas y ahora pongo una timina, yo sé que la adenina se va a unir a la timina y me va a formar un loop; simplemente habiendo un loop, habiendo hecho, digamos conscientemente, esa unión de esos nucleótidos en ese orden. Yo ya He conseguido hacer un loop, un lazo, si voy poniendo más nucleótidos, pues puedo hacer más lazos o puedo ir haciendo otras estructuras; es decir, puedo diseñar una figura geométrica con ADN únicamente combinando de forma adecuada esos nucleótidos, además eso…