FITBAR: una herramienta bioinformática para la predicción de regulones bacterianos

Las herramientas bioinformáticas derivadas de la biología computacional, han facilitado mucho la vida de los biólogos, cualquiera sea su rama de especialización, porque permiten – a través de modelos computacionales – predecir el comportamiento, función, relación, interacción, especialización, afinidad, etc. desde pequeñas moléculas hasta poblaciones de organismos.

Sin embargo, son los biólogos moleculares quienes han sacado un mayor provecho a la bioinformática, tanto así que tienen decenas de revistas científicas donde publican los resultados de experimentos hechos completamente en una computadora (in silico), ya no es necesario comprar costosos reactivos químicos, equipos de última generación y días de cultivo para determinar la función de un nuevo gen o proteína, o la interacción de una determinada droga con un organismo patógeno.

Por esta razón, todos los lunes hablaremos acerca de las nuevas herramientas bioinformáticas que son puestas en línea cada día. Casi todos los programas bioinformáticos son gratuitos y de libre acceso, esto debido a que, en su mayoría, son desarrollados usando softwares libres y porque la mejor forma de avanzar en el campo de la bioinformática es compartiendo los resultados obtenidos y generando nuevos datos que pueden ser analizados por otros investigadores.

Hoy hablaremos de un programa que nos permite predecir los sitios de unión de los genes a factores de transcripción específicos.

Primero, debemos saber qué es un regulón. De manera sencilla se conoce como regulón al grupo de genes que están regulados por un mismo factor de transcripción. El factor de transcripción es una proteína que se une a un gen para promover su expresión. Lo explicaremos con el siguiente video que preparé…

Entonces, la unión de proteínas reguladoras a sitios específicos en el ADN determina la precisión de la expresión de los genes cercanos a ese sitio de regulación, más aún en bacterias, donde muchos genes están agrupados en operones o son policistrónicos (un sólo gen puede codificar varias proteínas). Es así que la predicción de nuevos sitios de unión de factores de  transcripción es de suma importancia para poder entender las redes de regulación genética en las bacterias, sobre todo en aquellas que pueden ser patógenas para el hombre o aquellas usadas en la industria.

FITBAR (Fast Investigation Tool for Bacterial and Archaeal Regulons)  es una herramienta bioinformática online que permite identificar nuevos sitios de unión a proteínas en genomas de bacterias completamente secuenciados. Usando diferentes modelos estadísticos pueden predecir que secuencia puede ser un blanco para la unión de una proteína. Los algoritmos usados deben ser biológicamente significativos, para eso deben tener valores adecuados de posicionamiento, emparejamiento, entro-pía, etc.

El modelo predictivo de FITBAR fue validado mediante métodos experimentales in vitro y también in vivo. FITBAR fue capaz de predecir todos los sitios de unión de la proteína NagC (un regulador transcripcional que controla la expresión de varios sistemas fosfotransferasa).

Esta es una prueba más que las herramientas bioinformáticas facilitan el trabajo a los científicos. Si bien los resultados no son 100% precisos, si nos permiten hacer una rápida aproximación a lo que estamos buscando. A diferencia de las técnicas tradicionales, las herramientas bioinformáticas reducen considerablemente los costos, ya no se requieren de  tantos reactivos y kits, y se ahorra mucho tiempo y se puede trabajar desde casa!. Aunque siempre se recomienda que los resultados obtenidos in silico sean corroborados in vitro e in vivo.

Referencia:

Oberto, J (2010). FITBAR: a web tool for the robust prediction of prokaryotic regulons BMC Bioinformatics, 11 (554) : 10.1186/1471-2105-11-554