Pliegalo, un videojuego bioinformático

(Agencia CyTA-Instituto Leloir. Por Bruno Geller) – En Internet lanzaron “Pliégalo”, un juego gratis en el que investigadores y curiosos por la ciencia podrán competir diseñando proteínas. La idea de los creadores, investigadores del Instituto Médico Howard Hughes y de la Universidad de Washington es contribuir el estudio de las proteínas. Según ellos, el conocimiento generado podría servir para crear productos farmacéuticos, compuestos químicos para la industria o para combatir la contaminación, entre otros objetivos.

Además de los videojuegos que simplemente buscan entretener, hay otros diseñados para generar conocimiento de manera divertida, y a su vez, explorar los impactos educativos que puedan generar.
A esa última moda se sumaron investigadores del Instituto Médico Howard Hughes (HHMI). El doctor David Baker y un equipo de colegas diseñaron un juego en Internet gratis que se llama “Pliégalo” (www.fold.it) en el cual jugadores, científicos o interesados por la ciencia de todo el mundo pueden competir diseñando proteínas. Por ahora, la versión es en inglés.

El desarrollo tiene como objetivo estimular la comprensión sobre la forma en que esos “ladrillos de construcción de las células” se pliegan en formas tridimensionales (3D). “Al plegarse, las proteínas adoptan estructuras de 3D definidas, que las habilitan para ejercer su función. El plegamiento correcto es un requisito indispensable para su funcionamiento.

Conocer la estructura de 3D del estado final es un instrumento fundamental para entender cómo funciona una proteína”, explica el doctor Ignacio Sánchez, especialista en plegamiento de proteínas e investigador posdoctoral del laboratorio deestructura-función e ingeniería de proteínas del Instituto Leloir.

Las proteínas aceleran reacciones químicas esenciales para la vida, regulan la expresión de la información genética, posibilitan la comunicación entre células, “sostienen” la estructura de las células y la unión entre ellas. Asimismo, transportan nutrientes, entre otras funciones. Por esos motivos, el estudio de proteínas es clave para entender cualquier proceso celular. Comprender el plegado y los movimientos asociados abriría la posibilidad real de diseñar racionalmente compuestos de interés farmacológico.

El biólogo y doctor en bioquímica Diego Ferreiro, que investiga en la Universidad de California en San Diego, agrega: “A diferencia del ADN, las proteínas ‘hacen cosas’: se mueven, se abren, se cierran, se rompen y vuelven a armarse. Son líquidas, sólidas, plásticas, se pegan, se tocan, se cortan, se rompen, unen, hacen fuerza y transportan. Al final, todo lo que pasa en una célula está mediado por proteínas”, dice el investigador argentino.

“Quienes participan en ‘Pliégalo’, compiten contra sí mismos o bien contra otros online, algo típico de los videojuegos de última generación”, señala Sánchez. Y continua: “Cualquiera que esté familiarizado con los videojuegos y que tenga un mínimo interés por la ciencia puede jugar. Tiene colores, música, puntos y una introducción, paso a paso, muy bien explicada”.

De acuerdo con un comunicado de prensa de HHMI “durante la última década, Baker y sus colegas han logrado un progreso constante en el desarrollo de algoritmos computacionales para predecir la forma en la que una cadena lineal de aminoácidos (unidades de las proteínas) se plegará en la forma característica de una proteína determinada. La comprensión detallada de la estructura de una proteína puede ofrecer a los científicos mucha información al revelar complejidades de la función biológica de las mismas y con eso, sugerir nuevas ideas para el diseño de drogas”.

“Pliégalo” permite que los jugadores recorran una serie de niveles de práctica diseñados para enseñar los fundamentos del plegamiento proteico, antes de entrar en contacto con proteínas verdaderas de la naturaleza. “Nuestra meta principal era asegurarnos de que cualquier persona pudiera hacerlo, aunque no supiera qué era la bioquímica o el plegamiento proteico”, señala el científico computacional Zoran Popovic de la Universidad de Washington, otro de los artífices del juego.

Por el momento, el juego sólo utiliza proteínas cuyas estructuras tridimensionales ya han sido resueltas. Pero, en el futuro, incluirá rompecabezas de proteínas para las cuales aún no se ha encontrado la solución.
Sofware para estudiar proteínas

En la actualidad, la estructura de una proteína puede determinarse de varias maneras. Los mejores métodos son los estudios de resonancia magnética nuclear y el empleo de rayos X. “Sin embargo, esas técnicas son costosas en dinero por el alto valor de los equipos y exigen tiempo. Por eso, desde hace más de 20 años, los proteinólogos están intentando desarrollar métodos para predecir estructuras de forma computacional”, resalta Sánchez, investigador español oriundo de Zaragoza.

Por su parte, Ferreiro participó en una serie de competencias de “Pliégalo”: “Al principio me divirtió, me interesaba ver cómo habían diseñado la gráfica e hice algunos ‘puzzles’, pero al rato me aburrí. Como juego sigo prefiriendo el pac-man”.

Según el investigador, el videojuego no va a convertirse necesariamente en una herramienta de investigación que genere conocimiento; sin embargo, rescata las posibilidades pedagógicas que el juego abre, “ya que permite manipular estructuras de proteínas de una manera intuitiva, y de alguna forma, ‘sentir’ las fuerzas entre las partes y apreciar el problema”, dice Ferreiro y agrega: “Y no me refiero sólo a las posibilidades pedagógicas ‘académicas’, sino también, de divulgación, de ‘popularización de las proteínas’”.

En este punto, Sánchez coincide con Ferreiro: “Es ideal para dar clases de estructura de proteínas en la universidad o para hacer algún trabajo práctico”. Y agrega: “Los científicos del área entran a curiosear, pero no a jugar extensivamente. Estarían trabajando para el rival”. ¿A qué se refiere con “trabajar para el rival”? “Sucede que lo novedoso de la idea de Baker es que busca recabar información acerca de cómo las personas nos enfrentamos al problema de ensamblar la estructura de una proteína. En lugar de pedir ideas a una docena de investigadores de su grupo, las está pidiendo a los miles de personas que ya han comenzado a jugar con ‘Pliégalo’. Como investigador especializado dedicaría mi tiempo a trabajar sobre mis ideas antes de regalárselas a Baker a través del videojuego”, dice Sánchez.

Para Sánchez el enfoque de Baker es potencialmente útil, aunque está por verse cómo él y sus colegas van a analizar esa gran cantidad de información.

Baker es más optimista. Desde su punto de vista, las futuras versiones de “Pliégalo” podrán acelerar el trabajo de la predicción de estructuras proteicas. Se podría encontrar utilidad para “construir”proteínas nuevas destinadas a una serie de usos, desde productos farmacéuticos hasta compuestos químicos industriales o para limpiar la contaminación. Uno de los sueños del científico es que un niño de 12 años de Indonesia resulte ser un prodigio y encuentre una curación para el VIH”.

Fuente o no de conocimiento, el rompecabezas de proteínas virtual no es sólo un juego, sino que contribuye a divulgar la ciencia.

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