| Tú trabajas en modelamiento matemático de sistemas y organismos biológicos ¿Me puedes dar aplicaciones de la Biología de Sistemas para entender un poco más tu trabajo?
La biología de sistemas utiliza la matemática para modelar y simular sistemas biológicos y de esa manera, la idea es tratar de comprender cómo funcionan los sistemas, porque muchas veces un sistema biológico es un sistema que tiene cientos de variables y componentes distintas, una interacción complejísima entre ellos y cuando uno trata de predecir cómo va a comportarse ese sistema, bajo ciertas condiciones, es muy difícil hacerlo sin tener herramientas matemáticas poderosas. Entonces, cuando uno trata de comprender esos sistemas y de predecir su funcionamiento para mejorar algo, el uso de las matemáticas se vuelve una herramienta poderosa y esa mezcla entre matemáticas y un sistema complejo en biología termina llamándose Biología de Sistemas. Y uno es capaz, por ejemplo, de llegar a determinar cuáles son los puntos clave en el desarrollo de ciertas patologías, los puntos claves para la utilización de microorganismos a escala industrial para obtener distintos productos biotecnológicos, cómo optimizar sistemas biológicos para producir lo que uno quiere más barato y en mayor cantidad.
¿Es efectivo que vuestro instituto es reconocido a nivel de América Latina como la principal institución que trabaja en Biología de Sistemas?
Es cierto, somos la única institución que trabaja en América del Sur en Biología de Sistemas. Los cursos que nosotros organizamos, por ejemplo, están abiertos a estudiantes, profesores y distintos científicos que tengan interés en esto y son cursos que tienen asistentes que vienen de distintos países de América del Sur, incluso, tuvimos la suerte de tener un asistente de Estados Unidos en uno de los cursos. Por otro lado, somos la única institución dentro de América del Sur que tiene como fin principal el desarrollo de la Biología de Sistemas.
También trabajas en estructura y función de proteínas y ello va desde la producción de biocombustibles hasta mejorar los detergentes. Háblanos de eso.
Las dos cosas van de la mano. Cuando uno está estudiando ciencia y está respondiendo las preguntas que a uno lo inquietan, uno al mismo tiempo está tratando de encontrar cómo eso puede mejorar la calidad de vida de la humanidad, cómo puede solucionar problemas que todavía siguen sin solución. Uno de esos problemas, por ejemplo, tiene que ver con que nosotros actualmente sabemos utilizar ciertas proteínas producidas por microorganismos o seres vivos en procesos industriales, de manera de que esas proteínas actúen produciendo productos que serían muy costosos de producir de cualquier otra manera, entonces, por ejemplo, en la producción de biocombustibles hay etapas del tratamiento de los materiales, sobre todo los ligno celulósicos, que utilizan una proteína que se llama xilanasa y ésta rompe partes de las moléculas que están presentes en el material ligno celulósico. Para que la xilasa funcione, uno no sólo tiene que investigar cómo es la molécula proteica, cómo funciona, cómo es su química, cómo se relaciona con el entorno, sino que, como uno la está utilizando en un proceso, uno tiene que optimizar esa proteína, porque si uno utiliza, por ejemplo, una proteína nativa que está en la naturaleza, probablemente tengamos que calentar el medio donde se está produciendo la reacción para terminar en biocombustibles y ese calentamiento cuesta energía y dinero.
Entonces, nosotros utilizamos nuestro conocimiento acerca de funcionan las proteínas que son capaces de hacerlo a bajas temperaturas y estas proteínas no necesitan calentamiento en esas etapas y se ahorra toda la energía necesaria para calentar y, por lo tanto, el biocombustible puede producirse más barato, que es uno de los problemas que tiene actualmente.
Respecto a los detergentes es un concepto muy parecido, sólo que la aplicación es distinta. En los detergentes se usan enzimas que disuelven cierto tipo de suciedad. Se utilizan proteasas que rompen y disuelven proteínas y esas sacan manchas de sangre, también se utilizan lipasas, que rompen grasas y sacan manchas de aceite. Pero todas estas proteínas el óptimo de funcionamiento que tienen es entre 35 y 40 grados, por eso cuando uno lava con agua caliente sale mucho mejor la suciedad. El problema es que uno está gastando energía en calentar esa agua y en países del hemisferio norte, donde tienen inviernos terribles, lavar ropa y tener que calentar agua implica un alto gasto de energía. Y si uno utiliza estas enzimas que trabajan a bajas temperaturas y que son igual de eficientes pero a temperaturas de 20 grados o menos, entonces, el detergente se vuelve más activo y no se necesita energía para lavar la ropa de la misma manera.
En otro ámbito, ¿es posible obtener cobre y otros metales con procesos más amigables con el medioambiente y menos consumidores de energía?
Así es y eso es parte del trabajo que hacemos en el instituto. Por ejemplo, normalmente la obtención de cobre se hace por tratamiento de minerales que tienen alta ley, eso significa alto contenido de cobre y esos minerales se tratan por fundición, se hacen reaccionar y finalmente se recupera el metal, pero esa fundición es energéticamente carísima y todos sabemos los problemas que tienen las emisiones gaseosas de esas fundiciones.
La idea es utilizar otro tipo de procesos que no tengan emisiones contaminantes, que tengan un requerimiento energético tan alto y que sean capaces de obtener cobre a partir de minerales de baja ley. Para ello los mejores en hacerlo son los microorganismos que llevan millones de evolución y hay muchos de ellos que obtienen su energía para vivir y desarrollarse a partir de estos metales y los disuelven. El problema es que la biología de estos organismos no es simple y no se parecen mucho a los organismos modelo que uno conoce porque crecen en medios extraños. Por tanto, la idea es estudiar su biología a partir de un punto de vista más sistémico y aplicarlo a la extracción de cobre en la minería.
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