Diseño de sistemas bioinformáticos y nanotecnología molecular médica

Autores/as

  • Allan Orozco Solano Universidad de Costa Rica
  • José Valverde Centro Nacional de Biotecnología

Palabras clave:

Nanobiotecnología, Bioinformática, Medicina molecular, Sistemas, Biología Computacional

Resumen

El avance de la nanobiotecnología molecular crece a un gran ritmo, con lo cual surge vertiginosamente una inmensa cantidad de datos e información de carácter biológico y físico con magnitudes cada vez más pequeñas. Este efecto multilateral necesariamente invoca de inmediato al desarrollo y diseño de nuevos sistemas bioinformáticos y de biocomputación, junto a una clasificación y sistematización estructurada en la organización, almacenamiento, gestión, y procesamiento de datos de origen atómico-molecular. Esto también conlleva al surgimiento de nuevas formas de consumo científico masivo en investigación comparativa, y del empleo de la nanobiotecnología en el entorno del big Datay redes interconectadas en nube a través de consultas en sistemas fijos y medios móviles Apps.

Asimismo, en el caso especializado de la nanobiotecnología molecular aplicada en el contexto médico, es fundamental y necesario brindar un apoyo dentro del contexto genómico para dirigir correctamente la funcionalidad de los distintos sistemas de computación y su consulta en el campo clínico e investigación genética. Por tanto, la bioinformática puede ayudar a encontrar técnicas, métodos y algoritmos computacionales combinados, con el fin de resolver distintos problemas y acciones emergentes en la integración de campos científicos como la medicina molecular y nanobiotecnología. Por otra parte, la revolución y evolución tecnológica en las ciencias ómicas avanza considerablemente mediante las nanotécnicas de ultrasecuenciación (NGS), una gran promesa para la determinación del diagnóstico y pronóstico de enfermedades de causa y origen molecular. Finalmente, las prestaciones sobre las altas velocidades de lectura de genomas completos en corto tiempo, alta precisión y bajo costo, permiten adquirir mayor tiempo para el estudio en profundidad de las interrelaciones metabólicas, genes, enzimas, dinámica de proteínas y circuitos biológicos inestables en distintas enfermedades como el cáncer, incluyendo el correspondiente soporte de la nanotecnología del ADN, variantes genómicas y farmacogenómica. Esto puede facilitar también los procedimientos y estándares en informática biomédica aplicados en el diagnóstico y pronóstico médico con el fin de proporcionar servicios traslacionales inmediatos para mejorar la implementación de diversos tratamientos y soluciones en las distintas enfermedades de atención clínica con aplicación hacia el estudio integral de la medicina molecular.

Biografía del autor/a

Allan Orozco Solano, Universidad de Costa Rica

Es un costarricense graduado en Bioinformática y Nanotecnología Molecular en la Universidad Autónoma de Madrid, España. Posee, además, formación y entrenamiento especializado en Estados Unidos (Universidad de Wisconsin- Madison), Inglaterra (Cambridge University), Austria, Alemania, Suecia, Finlandia, Portugal e Italia, en el área de la Bioinformática, Biocomputación y Biología computacional. Actualmente es Profesor e investigador de la Universidad de Costa Rica, Chair de Informática Biomédica IEEE- EMBS de Costa Rica. Premio internacional en Cátedra de Genómica, Edición: 2014-2015 de la Universidad de Valencia, Facultad de Medicina, España y jurado del Award MIT CA 2015 Review Technology del Massachusetts Institute of Technology, USA.

José Valverde, Centro Nacional de Biotecnología

Doctor en Medicina y Cirugía por la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), Informático del Cuerpo Superior de Sistemas y Tecnologías de la Información de la Administración del Estado, especialista en Bioinformática aplicada en NGS y Metagenómica y en la aplicación de Química Cuántica Computacional en Nanotecnología.

Citas

CLARK, D., N. Pazdernik, Molecular Biology, Oxford: Academic Press Elsevier Inc., 2013, p. 67.

CROFT, D., G. O’Kelly, y G. Wu, “Reactome: a database of reactions, pathways and biological processes”, Nucleic Acids Research, 2011, Vol. 39, D691–D697, [en línea]: http://www.reactome.org [Recuperado: 2014].

F. AKYILDIZ et al., "Nanonetworks: A new communication paradigm", Computer Networks, 2008, Vol. 52, Núm. 12, p. 2260-2279.

KANEHISA LABORATORIES, KEGG: Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, 2014, [en línea]: http://www.kegg.jp/ [Recuperado: 2015].

LESK, Arthur, Introduction to Bioinformatics, Oxford: OUP, 2015, p. 24.

LORIMER, D., Raymond, A., & Walchli, J. “Gene composer: database software for protein construct design, codon engineering, and gene synthesis”, BMC Biotechnology, 2010, Vol. 9, Núm. 36, [en línea]: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK25501/

OROZCO, Allan, “Nanotecnología y TIC en Costa Rica”, Informe Prosic, Universidad de Costa Rica, 2013, ISBN 978 9968 510 14- 1, pp. 244-245.

PDB (Protein Data Bank), 2015 [en línea]: http://www.rcsb.org/pdb/home/home.do [consulta: julio de 2015].

REES, Mark, Challenges and Opportunities of Next Generation Secuencing for Biomedical Research. Advances in Protein Chemistry and Structural Biology, USA: Elsevier Inc, Vol. 89, pp. 28-49.

The JUNG Framework Development Team, “JUNG - Java Universal Network/Graph Framework”, 2010, [en línea]: http://jung.sourceforge.net/ [Recuperado: 2014].

THOMAS et al., “NanoParticle Ontology for Cancer Nanotechnology Research”, J Biomed In-form, 2011, Vol. 44, Núm 1, pp. 59-74.

UNIPROT CONSORTIUM. “How can I access resources on this website programmatically”, 2012, [en línea]: http://www.uniprot.org/faq/28#id_mapping_java_example [Recuperado: 2014].

___________, “UniProt”, [en línea]: http://www.uniprot.org/ [Recuperado: 2014].

WANG, Baoying, Li Ruowang, W. Perrizo, Big Data Analytics in Bioinformatics and Healthcare, USA: IGI Global, 2014, p. 247-254.

ZHONGMING, Zhao et al, “Genomics in 2012: Challenges and Opportunities in the Next Gen-eration Sequencing era”, BMC Genomics, 2012, Vol. 13, Suppl. 8, p. S1.

Publicado

15-03-2017