Por Kim Ballard
En 2025, habremos encontrado todo el ADN, ¿verdad? Han pasado más de cincuenta años desde que Crick y Watson (y Franklin) descubrieron la estructura de doble hélice. Sabemos que la transferencia de sólo cuatro bases químicas (A, C, T y G) permite una enorme complejidad y diversidad genética en el mundo. Hicimos el Proyecto Genoma Humam. Podemos editar ADN usando CRISPR. Diablos, incluso estamos trabajando ADN sintético. Estamos ocupados encontrando otros usos para el ADN, p.e. computación, almacenamientoo el robot. Sí, estamos en la cima del ADN.
No tan rápido. Los investigadores de la Universidad Northwestern dicen que nos falta algo: un código geométrico incrustado en el genoma que ayuda a las células a almacenar y procesar información. No es sólo la combinación de bases químicas lo que hace que el ADN funcione; Hay un “lenguaje geométrico” del que no hemos oído hablar.
espera, ¿qué?
investigación- Ubicaciones codificadas geométricamente de intrones, segmentos intergénicos y exones en el genoma humano – fue dirigido por el Prof. Vadim Backman, profesor de Ingeniería Biomédica y Medicina de la Familia Sax en la Escuela de Ingeniería McCormick de Northwestern y director de Centro de Genómica Física e Ingeniería. Una nueva investigación indica que él dichoEso: “En lugar de un guión predeterminado basado en un conjunto de instrucciones genéticas específicas, los humanos vivimos y respiramos sistemas computacionales que han evolucionado en complejidad y poder a lo largo de millones de años”.
Noroeste presione soltar Detalles:
El código geométrico es cómo el ADN forma dominios de empaquetamiento a nanoescala que forman “nodos de memoria” físicos, unidades funcionales que almacenan y estabilizan los estados transcripcionales. En resumen, adapta el uso de genes en función de la historia celular, permitiendo que el genoma actúe como un sistema computacional vivo. Estos nodos de memoria no son aleatorios; Como la geometría parece haber sido seleccionada durante millones de años para optimizar el acceso a las enzimas, la computación biológica está directamente integrada en la estructura física.
De alguna manera no creo que Crick y Watson vieran eso, y mucho menos Euclides o John von Neumann.
coautor Cada SzleiferChristina Enroth-Kugel, profesora de ingeniería biomédica en la Escuela de Ingeniería McCormick, añadió: “Estamos aprendiendo a leer y escribir el lenguaje de la memoria celular. Estos ‘nodos de memoria’ son objetos físicos vivos como microprocesadores. Codifican reglas específicas basadas en características de comportamiento físicas, químicas y biológicas”.
¿”Sistemas computacionales vivos y respirables”? “Microprocesador”? Esta es la computación del ADN a un nuevo nivel.
El estudio sugiere que la evolución proviene no sólo del hallazgo de nuevas combinaciones de ADN sino también de nuevas formas de plegarlo, utilizando esas estructuras físicas para almacenar información genética. De hecho, una de las hipótesis de los investigadores es que el desarrollo del código geométrico contribuyó a la explosión de tipos de cuerpos de testigos. explosión cámbricaCuando la vida pasó de simples organismos unicelulares y multicelulares a formas de vida elaboradas.
coautor Kyle MacquarieProfesor asistente de pediatría Facultad de Medicina Feinbergseñala que no debería sorprendernos que nos haya llevado tanto tiempo comprender el código geométrico: “Hemos pasado 70 años aprendiendo a leer el código genético. Comprender este nuevo código geométrico sólo ha sido posible gracias a avances recientes en imágenes, modelado y ciencia computacional, únicos en el mundo, desarrollados aquí en el Noroeste”. (Buen complemento adicional para el Noroeste, Dr. Macquarie).
El coautor Lue Almasalha, de la Facultad de Medicina Feinberg, señaló: “Si bien el código genético se parece mucho a las palabras de un diccionario, el ‘código geométrico’ recién descubierto convierte las palabras en un lenguaje vivo que hablan todas nuestras células. Emparejar palabras (código genético) y lenguaje (código geométrico) puede eventualmente permitir a las células leer y escribir la memoria”.
Me gusta la diferencia entre las palabras y el lenguaje real. Estamos usando un diccionario y no nos damos cuenta de que necesitamos un libro de frases.
Hace poco leí y me fascinó esto, algo que se llama MetagrafoEn ETH Zurich se ha desarrollado una herramienta para buscar bases de datos de ADN. “Es una especie de Google para el ADN”, afirma el profesor Gunnar Rätsch, científico de datos del Departamento de Informática de la ETH Zurich. se mantiene. Este “motor de búsqueda de ADN” hace que sea mucho más fácil, rápido y económico buscar secuencias de ADN y compararlas con otras secuencias. Por muy bueno que sea, la existencia del código geométrico significa que la gente de ETH Zurich puede tener que hacer un trabajo extra, como ocurre con muchas otras personas que trabajan con ADN.
Odio decir que es un juego de pelota completamente nuevo, pero definitivamente hay algunas reglas nuevas e importantes.
La presencia de este código geométrico tiene implicaciones para nuestra salud. Puede que no siempre sea la mutación del ADN la que cause el problema; Nuestra estructura de ADN a veces puede desmoronarse. El Dr. Almasalha dice: “En lugar de un rompecabezas genético de palabras, el código geométrico permite a las células construir tejidos elaborados como el cerebro o la piel. Pero con la edad, este lenguaje pierde su fidelidad. Esta decadencia conduce a la neurodegeneración, el cáncer u otras enfermedades del envejecimiento”.
Esto abre todo tipo de nuevas vías de investigación y, potencialmente, de tratamiento. “El siguiente paso es aprender plenamente los principios de ingeniería del código geométrico para que podamos reparar las memorias celulares incontroladas o crear otras completamente nuevas”, afirma el profesor Backmann. “Los métodos actuales de envejecimiento intentan restablecer las células a los valores predeterminados de fábrica. El código geométrico funciona de manera diferente. Las memorias celulares son estructuras físicas desarrolladas por la experiencia. Rejuvenecer las células es como restaurar la claridad de un libro muy querido: recuperar las historias que nuestras células ya saben cómo contar”.
Esto no es CRISPR. No es ARNm. Es una nueva forma de pensar sobre las células y nuestro genoma. Esta es una fase completamente nueva de la biología computacional y podría ser la base en 22Dakota del Norte Medicina del siglo.
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Si eres un aficionado a la física o la cosmología, es posible que te interese la “geometría del universo”. Por ejemplo, la teoría general de la relatividad de Einstein sugiere que la gravedad no es una fuerza, sino el resultado de una distorsión del espacio-tiempo. De manera similar, el hecho de que el universo sea plano (euclidiano), curvado positivamente (esférico) o curvado negativamente (hiperbólico) tiene profundas implicaciones para el destino del universo. de hecho, Algunos científicos creen La geometría que puede explicar todo en el universo desde la partícula más pequeña.
Por eso me gusta pensar que la vida misma puede deberle mucho a la geometría.
Kim es un ex ejecutivo de eMarketing en un importante plan de blues, editor de Late and Lamentations. Tintura.ioy ahora es un colaborador habitual de THCB
