Images
Participants
Contact
- Investigadors de l'IRB Barcelona desenvolupen un model computacional que permet simulacions ràpides i precises de la cromatina i facilita l'observació detallada de les modificacions estructurals del genoma.
- El treball s'ha publicat a la revista Nucleic Acids Research.
L'ADN és la molècula que conté tota la informació genètica necessària per al desenvolupament i el funcionament dels organismes vius. Aquesta molècula està organitzada en una estructura anomenada cromatina, que està dins del nucli de les cèl·lules. La forma que adopta la cromatina afecta directament l'activitat dels gens i, per això, és important conèixer detalladament l'estructura de l'ADN i poder-ne predir les variacions.
Un equip científic de l'IRB Barcelona liderat pel Dr. Modesto Orozco ha desenvolupat un model simplificat d'ADN anomenat CGeNArate, que permet realitzar simulacions computacionals ràpides i precises. Aquest model fa servir un enfocament de coarse-graining que consisteix a simplificar un sistema complex reduint el nombre de graus de llibertat, agrupant àtoms en unitats més grans anomenades "grans". A més, fa servir algorismes d'aprenentatge automàtic per reconstruir la resolució atòmica de les trajectòries simulades. Això permet estudiar l'estructura i el comportament de l'ADN sense necessitat de fer servir models complexos i lents, facilitant d’aquesta manera investigacions més ràpides i accessibles.
“Aquest nou model pot ser molt útil per a projectes que requereixen estudiar l'estructura de l'ADN de manera detallada i ràpida. Tot i que el model ja és funcional, estem treballant per millorar-lo i aplicar-lo a altres components del nucli cel·lular, cosa que podria obrir noves oportunitats en la investigació biomèdica”, explica el Dr. Orozco, cap del laboratori de Modelització Molecular i Bioinformàtica de l'IRB Barcelona i Catedràtic de la Universitat de Barcelona.
Informació genòmica detallada
L’equip de recerca va posar a prova la nova eina i va validar-ne el potencial per obtenir simulacions de cromatina a gran velocitat. El model va permetre l'observació del comportament d'una secció específica de l'ADN en un gen de llevat, la modelització de l'estructura de l'ADN al mitocondri, la reproducció de la flexibilitat de diferents estructures de l'ADN en diversos contextos i, a més, va poder simular la formació d’unes petites estructures circulars d'ADN conegudes com a "minicircles"”, detalla David Farré-Gil, primer autor de l'estudi i estudiant de doctorat al mateix laboratori. Aquests resultats demostren l’eficàcia del model per estudiar l’ADN i la cromatina en detall.
Aquest projecte ha estat finançat pel Ministeri espanyol de Ciència, Innovació i Universitats, l’AGAUR, la Generalitat de Catalunya i el programa de Recerca i Innovació de la Unió Europea. El treball s'ha dut a terme en col·laboració amb la University of Nottingham, enfortint els llaços entre institucions de recerca europees.
Article relacionat:
CGeNArate: a sequence-dependent coarse-grained model of DNA for accurate atomistic MD simulations of kb-long duplexes
David Farré-Gil, Juan Pablo Arcon, Charles A. Laughton and Modesto Orozco
Nucleic Acids Research (2024) DOI: 10.1093/nar/gkae444
IRB Barcelona
L’Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) treballa per aconseguir una vida lliure de malalties. Desenvolupa una recerca multidisciplinària d’excel·lència per curar el càncer i altres malalties vinculades a l'envelliment. Treballa establint col·laboracions amb la indústria farmacèutica i els principals hospitals per fer arribar els resultats de la recerca a la societat a través de la transferència de tecnologia, i du a terme diferents iniciatives de divulgació científica per mantenir un diàleg obert amb la ciutadania. L’IRB Barcelona és un centre internacional que acull al voltant de 400 investigadors de més de 30 nacionalitats. Reconegut com a Centre d'Excel·lència Severo Ochoa des de 2011, és un centre CERCA i membre del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST).
