El Instituto de Investigación Biomédica de Barcelona (IRB Barcelona), ubicado en el Parque Científico de la Universidad de Barcelona (PCB-UB), ha liderado, junto con la Universidad de Cambridge, UT Southwestern Medical Center y el Howard Hughes Medical Institute, la creación de una nueva herramienta computacional. Publicada en Nature Communications, OpenCGChromatin permite simular con un alto nivel de detalle molecular cómo se organiza la cromatina, la estructura que compacta el ADN dentro del núcleo celular.
La cromatina se forma cuando el ADN se enrolla alrededor de proteínas llamadas histonas, formando nucleosomas que se agrupan. Esta organización es crucial para la lectura de los genes y la reparación del ADN. Estudiar sus cambios e interacciones moleculares ha sido un reto experimental, pero OpenCGChromatin ofrece una solución mediante simulaciones.
El Dr. Modesto Orozco, jefe del laboratorio de Modelización Molecular y Bioinformática del IRB Barcelona y codirector del estudio, explica que la herramienta permite relacionar las interacciones moleculares individuales con el comportamiento de fragmentos más grandes de cromatina, entendiendo cómo pequeños cambios moleculares afectan el empaquetamiento del ADN. La profesora Rosana Collepardo-Guevara, de la Universidad de Cambridge, también codirectora, destaca que la inspiración provino del trabajo experimental del grupo del profesor Michael Rosen.
Esta herramienta combina una representación detallada del ADN y las proteínas con una gran eficiencia computacional. Permite estudiar sistemas de cromatina hasta diez veces más grandes que los modelos anteriores, incluyendo cientos de nucleosomas. Las simulaciones validan observaciones experimentales y revelan movimientos de regiones flexibles de las histonas difíciles de resolver experimentalmente.
Kieran Russell, primer autor del estudio, ha llevado la modelización de la cromatina a un nuevo nivel, permitiendo simular sistemas a una escala y detalle molecular antes inalcanzables. OpenCGChromatin conecta la composición química con la organización genómica a diferentes escalas, abriendo nuevas preguntas computacionales. Según David Farré-Gil, también autor, las simulaciones ayudan a entender cómo cambios en la distancia entre nucleosomas o modificaciones químicas afectan el comportamiento de la cromatina.
OpenCGChromatin se distribuye como software de código abierto, poniendo a disposición de otros equipos de investigación una potente herramienta para estudiar los principios físicos de la organización del genoma.
