Bioinformática, la digitalización de la biología

Durante siglos el estudio de la biología enfatizó fenómenos visibles para comprender y clasificar la vida sobre la Tierra. La relación entre forma y función representa uno de los enfoques más utilizados para investigar la diversidad biológica y ecología terrestres a diversas escalas: desde lo molecular hasta lo planetario.

El descubrimiento del ADN en 1953 y el desarrollo y refinamiento de técnicas para secuenciarlo a partir de la década de 1980 han traído consigo una verdadera revolución científica y tecnológica. Por un lado la capacidad de secuenciamiento supera ya la Ley de Moore, que estima el número de transistores por circuito integrado (ha duplicarse cada dos años) y que ilustra las capacidades de la industria de la computación. En pocas palabras, nuestra capacidad de generar información genómica supera ya nuestra capacidad para procesarla. Llamamos a éste fenómeno Big Data y los gigantes de la computación Google, IBM, Microsoft, Intel y Amazon incursionan ya en investigación de ciencias biológicas (aplicadas):

Google Genomics: “an API to store, process, explore, and share DNA sequence reads, reference-based alignments, and variant calls, using Google’s cloud infrastructure.”

IBM Research: Sequence the City -Metagenomics in the Era of Big Data

Microsoft Research: Integrating Functional Genomics data with Genetics to Help Understand Human Disease

Intel: The Tomorrow Project

Amazon Life Sciences: “solutions for drug discovery, product development, supply chain management, and marketing and sales

Vale la pena repasar brevemente desarrollos relevantes y paralelos:

Proyecto Genoma Humano: 1990

Proyecto Microbioma Humano: 2008

Proyecto Microbioma Terrestre: 2010

Proyecto Microbioma Amazónico: 2014

Las potenciales aplicaciones y el potencial valor comercial de éstos esfuerzos científicos son al momento incalculables pero vale considerar un interesantísimo antecedente: En 1995, un estudio a cargo del Banco InterAmericano de Desarrollo situó el valor económico de la diversidad de plantas con potencial farmaceútico en Ecuador en US$20 mil millones multiplicando el número de especies con potencial farmacológico por las regalías derivadas en 1995. Sin importar que tan exacto es tal número, vale la pena recalcularlo considerando las capacidades tecnológicas que la biología sintética y ecología industrial han desarrollado. El debate es al momento inexistente pero promete años de litigio considerando tan sólo un antacedente: en 2006 la biología sintética era un proyecto de investigación académica; en 2014 representa una de las industrias más activas y no muestra ninguna señal de debilitamiento. Por el contrario, Europa y Estados Unidos consideran esta tecnología uno de los pilares de la bioeconomía. La síntesis de opiáceos, precursores de las drogas lícitas e ilícitas más utilizadas es ahora posible utilizando biología sintética en levaduras.

Regresando al ejemplo Ecuatoriano, deberíamos recalcular el valor económico de la diversidad de plantas medicinales en base al número de genes? Cómo justificaría ese valor preservar el conocimiento ancestral regional y la colección de plantas más completa del mundo (que se encuentra en el Yasuní)?

La actual tendencia a digitalizar la biología (a través de la bioinformática como una de las herramientas fundamentales) promete entonces un nuevo paradigma de desarrollo a los países de la cuenca Amazónica. El bosque Amazónico contiene las reservas de biodiversidad más grandes del planeta, y en vista de los espectaculares avances en ciencias de la vida, representa un reservorio virtualmente inexplorado de conocimiento, medicina, agricultura, y biotecnología. En ese sentido su valor es eminentemente estratégico.

Brasil, país amazónico y una de las economías emergentes, representa un caso interesante. Sin considerar los servicios ecosistémicos que la cuenca del Amazonas provee (estimados entre US$4-20 trillones, trillones con T), el valor de la biodiversidad como fuente de biotecnología no ha escapado un análisis exhaustivo. El balance, en el caso de la industria de palma por lo menos, es claro: una héctarea de bosque tropical preservada cuesta US$128, dedicada a la agricultura, $91.

Casi todos los alimentos tradicionales de América y una cantidad significativa de medicamentos provienen del bosque amazónico, sin considerar su rol global en la estabilización del clima y la purificación y distribución de agua. Nuestro problema es considerar éstos productos y servicios infinitos, por lo que les asignamos un ínfimo valor. Las devastadoras sequías en Brasil, Estados Unidos y China, por otro lado, demuestran que la estabilización del clima y distribución global de agua, no son servicios infinitos o con poco valor. La destrucción del Amazonas garantiza, tarde o temprano, nuestra destrucción.

Las consecuencias de preservar o destruír, muchísimo más allá de lo económico, será el escenario de nuestros últimos años y aquel que heredamos para generaciones futuras.

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