Algoritmos

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El genotipo de 1184 individuos de 11 poblaciones humanas diferentes reveló diversas variantes en alelos comunes y raros, tanto polimorfismos nucleotídicos como del número de copias; el 77% de los primeros son completamente nuevos para la ciencia. El reporte completo está disponible en Nature y los datos del proyecto se encuentran en HapMap.
La comparación del genoma de veinte individuos permitió identificar 165 mutaciones que conducen a proteínas truncadas en diversas vías. El número de variantes por genoma se estabiliza en alrededor de 144000, en tanto resultó fácil la identificación de la causa de la hemofilia A en la mitad de los casos. El trabajo aparece en PLoS Genetics.
Un nuevo algoritmo ha sido desarrollado para evaluar las variantes en el número de copias de genes en muestras tumorales. El nuevo programa, denominado ASCAT (del inglés Allele-Specific Copy number Analysis of Tumors), fue validado en cien muestras de cáncer de mama, en las que identificó adecuadamente la ploidía, los perfiles de variantes del número de copias y pudo separar las células normales de las aberrantes dentro del tumor. Lea el trabajo completo en The Proceedings of the National Academy of Sciences.

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Las capacidades de las tecnologías de secuenciamiento de la información genética se quintuplican anualmente, mientras que las computadoras solo duplican sus potencialidades cada 18 ó 24 meses. Para reducir esa brecha y evitar la ralentización de los proyectos en marcha, se trabaja en el desarrollo de algoritmos que hagan un uso óptimo de múltiples computadoras y procesadores, campo conocido como ‘cloud computing’. Un reciente artículo aborda el tema en Nature Biotechnology.

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Por medio de un algoritmo de tipo SVM (del inglés support vector machines) se analizó el patrón de expresión de 12 genes de células mononucleares de sangre periférica en 28 pacientes con dengue, 13 con la forma hemorrágica y 15 con fiebre por dengue. Los datos, obtenidos por medio de Reacción en Cadena de la Polimerasa cuantitativa en tiempo real, fueron filtrados por el modelo SVM para luego identificar siete genes (MYD88, TLR7, TLR3, MDA5, IRF3, IFN-a y CLEC5A) que podrían ser relevantes para diferenciar entre pacientes con formas benignas o graves de la enfermedad. Los dos primeros genes, MYD88 y TLR7, resultaron los más significativos. Se requieren, no obstante, nuevos estudios para indagar sobre el papel de sus productos en la patogenia del dengue, de acuerdo con el trabajo  en PLoS One.

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Investigadores japoneses han desarrollado una plataforma de programas que emplea el concepto de la red de Petri para modelar y simular las vías biológicas. En su versión 4.0, el sistema Cell Illustrator utiliza una tecnología Java Web Start potenciada con nuevas posibilidades: algoritmos basados en ontologías, módulo de búsqueda de parámetros, simuladores, conversión a lenguajes de programación (FORTRAN, C, C++, Java, Python and Perl) y exportación a SVG y HTML. Como está concebido en un estilo orientado a objeto, puede incluir secuencias de ADN, densidad molecular, localización tridimensional, traducción según tabla de codones y reacciones bioquímicas. El artículo original fue publicado en In Silico Biology.

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A partir de la modelación computacional de las características de unión a péptidos por moléculas HLA-B57 fue posible estimar que el repertorio de linfocitos T seleccionado en el timo por estas moléculas del Complejo Principal de Histocompatibilidad imponen una fuerte presión sobre los epítopes inmunodominantes y mutantes relacionados del virus de la inmunodeficiencia humana. A partir de ese resultado, se especula la posibilidad que este sea un mecanismo para el control eficiente de la diseminación viral. La caracterización de los haplotipos HLA de una cohorte de individuos mostró precisamente que la capacidad de controlar al VIH se relaciona con los alelos HLA y sus especificidades de unión a péptidos. Tales hallazgos no solo aportan explicaciones a la patogenia de la infección sino que pueden tener implicaciones para el desarrollo de nuevos candidatos vacunales, en opinión de los autores del reporte en Nature.

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Poco a poco se introducen diversos algoritmos bioinformáticos en el diseño y el desarrollo de vacunas contra agentes patógenos para los seres humanos. El enfrentamiento a la pandemia de influenza podría pasar también por la mejora de las vacunas existentes contra estos virus. Por medio de un programa computacional se introdujeron variaciones en las secuencias nucleotídicas de varias proteínas de la cepa de influenza A/PR/8/34 (PR8) para obtener mutantes virales sintéticos que mantuvieron la capacidad de replicarse en células cultivadas y mostraron atenuación al ser inoculadas en ratones de laboratorio. La respuesta inmune provocada por la infección en animales despierta esperanzas para nuevas alternativas en la protección activa contra este agente por medio de la vacunación. Puede leer el artículo original en Nature.