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Investigadores del laboratorio de Bioinformática y Modelización Molecular del IRB Barcelona publican una base de datos revolucionaria para la realización de simulaciones de dinámica molecular.
El trabajo ha sido publicado en la revista Nucleic Acids Research.
BioExcel-CV19, un repositorio de simulaciones de dinámica molecular (MD), está diseñado para satisfacer la necesidad urgente de comprender las complejidades moleculares de la infección por SARS-CoV-2. Un equipo de investigadores del IRB Barcelona dirigido por el Dr. Modesto Orozco ha creado esta base de datos, que incluye información fundamental sobre la flexibilidad esencial para comprender las funciones de las proteínas clave del virus, como la proteína Spike, el dominio de unión al receptor (RBD) y la ARN polimerasa dependiente de ARN (RdRp), que proporciona más de 10.000 trayectorias.
"Esta base de datos representa un cambio en las bases de datos de dinámica molecular, construida para manejar sistemas grandes y trayectorias largas, a la vez que se integra perfectamente con simulaciones de MD modernas", explica el Dr. Modesto Orozco, jefe del laboratorio de Modelización Molecular y Bioinformática del IRB Barcelona y Profesor de la Universidad de Barcelona. "Aglutina las trayectorias que aportan los diversos grupos de investigación, lo que muestra un enfoque colaborativo que fomenta los descubrimientos científicos", añade.
El artículo, publicado en la revista Nucleic Acids Research, no solo destaca las características de BioExcel-CV19, sino que además subraya la importancia del almacenamiento de simulaciones de MD. Las simulaciones almacenadas garantizan la reproducibilidad de los resultados y facilitan el análisis a toda la comunidad científica.
“Las plataformas como BioExcel-CV19 deberían convertirse en un estándar similar al que es el Protein Data Bank (PDB) en la biología estructural”, afirma el Dr. Adam Hospital, investigador asociado del IRB Barcelona, que ha liderado este trabajo junto con el Dr. Orozco.
El impacto de BioExcel-CV19 se extiende a diversos ámbitos científicos, entre los que se incluyen la virología, la genómica, la biología estructural y molecular, el diseño de fármacos, la simulación biomolecular y el aprendizaje automático/ profundo. Los datos abiertos proporcionados se convierten en un recurso valioso para la formación de modelos, influyendo en campos que utilizan datos para diversos fines.
En el campo de la simulación biomolecular, BioExcel-CV19 aporta una gran cantidad de datos para refinar algoritmos y campos de fuerza de MD. El potencial de reanálisis y reutilización de datos allana el camino hacia nuevos descubrimientos y metanálisis, lo que convierte a BioExcel-CV19 en un valioso activo para la comunidad científica.
Los esfuerzos futuros del laboratorio se centrarán en hacer avanzar BioExcel-CV19, garantizando que evolucione con un panorama en constante cambio como es el de la investigación del COVID-19. La base de datos se actualizará de manera continua con nuevas simulaciones y análisis sugeridos por los usuarios, fomentando de este modo continuas colaboraciones y descubrimientos.
BioExcel-CV19 también sirve como prototipo para un ambicioso proyecto denominado Molecular Dynamics Data Bank (MDDB). Coordinado por el IRB Barcelona, este esfuerzo colaborativo a nivel europeo tiene por objetivo de diseño de un repositorio europeo de datos de biosimulación. Con un consorcio que incluye a la Universidad de Oxford, al Barcelona Supercomputing Center (BSC), al CECAM, al EMBL-EBI, al KTH y a Nostrum Biodiscovery (NBD), el MDDB representa un paso pionero hacia la creación de infraestructuras federadas y distribuidas.
El desarrollo de BioExcel-CV19 ha sido posible gracias al apoyo de tres proyectos financiados por la UE: el Centro de Excelencia BioExcel (BioExcel CoE), el Proyecto Cerebro Humano (HBP, por las siglas en inglés) y el Molecular Dynamics Data Bank (MDDB). Un agradecimiento especial a la Red Española de Supercomputación (RES-Data) por proporcionar los recursos necesarios para el almacenamiento de datos.
BioExcel-CV19 es un portal basado en web que proporciona una puerta de enlace accesible para que los usuarios exploren y consulten datos de forma interactiva. Más información en este enlace: https://bioexcel-cv19.bsc.es/
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A new paradigm for molecular dynamics databases: the COVID-19 database, the legacy of a titanic community effort
Daniel Beltrán, Adam Hospital, Josep Lluís Gelpí and Modesto Orozco.
Nucleic Acids Research (2023) DOI: 10.1093/nar/gkad991
IRB Barcelona
El Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) trabaja para conseguir una vida libre de enfermedades. Desarrolla una investigación multidisciplinar de excelencia para curar el cáncer y otras enfermedades vinculadas al envejecimiento. Establece colaboraciones con la industria farmacéutica y los principales hospitales para hacer llegar los resultados de la investigación a la sociedad, a través de la transferencia de tecnología, y realiza diferentes iniciativas de divulgación científica para mantener un diálogo abierto con la ciudadanía. El IRB Barcelona es un centro internacional que acoge alrededor de 400 científicos de más de 30 nacionalidades. Reconocido como Centro de Excelencia Severo Ochoa desde 2011, es un centro CERCA y miembro del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST).
