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Cómo la supercomputación está transformando la investigación científica

Cabecera: detalle instalaciones supercomputación; fuente: BSC. Debajo: imágenes del CBLab del CEAB-CSIC

No todos los laboratorios tienen pipetas, centrifugadoras o microscopios. En algunos se trabaja con superordenadores, como en el caso de la biología computacional, una disciplina que utiliza herramientas informáticas para comprender los mecanismos biológicos más complejos. Ahora, una plataforma del CSIC agrupa los centros con estas infraestructuras y al personal dedicado a este ámbito.

Prácticamente desde sus inicios, los ordenadores se han utilizado para responder preguntas en el campo de la biología. Por ejemplo, Alan Turing, considerado uno de los padres de la informática, ya los empleó para estudiar la morfogénesis (el proceso por el cual un ser vivo desarrolla una determinada forma). Pero es ahora, con la espectacular evolución de la informática, cuando la biología computacional está cobrando gran relevancia, dada su capacidad para desentrañar los grandes problemas que enfrenta la humanidad.

Conceptos esenciales:

  • Supercomputación

Se refiere al uso de computadoras de alto rendimiento, conocidas como superordenadores, para realizar cálculos extremadamente intensivos en un tiempo reducido. Estos sistemas son capaces de procesar enormes volúmenes de datos y ejecutar simulaciones complejas que serían inviables con ordenadores convencionales. La supercomputación es fundamental en campos como la astrofísica, la investigación biomédica o la ecología, donde se requiere analizar grandes cantidades de información o modelar procesos muy complejos.

  • Bioinformática

La bioinformática se centra en el desarrollo y la aplicación de herramientas computacionales para gestionar y analizar datos biológicos, especialmente aquellos derivados de proyectos de secuenciación genómica o estudios de expresión génica. Esta disciplina incluye tareas como la caracterización de genomas. La bioinformática permite transformar los datos brutos en información significativa que ayuda a comprender funciones y procesos biológicos.

  • Biología Computacional

La biología computacional es una disciplina que emplea la informática para simular y comprender sistemas biológicos. Esta área abarca desde el estudio de moléculas individuales hasta ecosistemas completos, aplicando técnicas como la modelización. Uno de los principales objetivos de esta disciplina es integrar datos de diversas fuentes para construir modelos que expliquen el comportamiento de los sistemas biológicos y así predecir su respuesta a diferentes condiciones. Simplificando, podríamos definirla como el estudio de la biología mediante técnicas computacionales. Es una ciencia interdisciplinaria que surge de la combinación de la biología con las ciencias informáticas y se apoya en otros campos del conocimiento como las matemáticas, la estadística o la física.

La biología computacional y la bioinformática tienen diferencias sutiles, por lo que a menudo se consideran la misma disciplina. Comparten muchas técnicas y objetivos, pero mientras que la bioinformática está más enfocada en el desarrollo de herramientas y métodos para el procesamiento de datos biológicos, la biología computacional se orienta hacia el uso de esas herramientas para construir modelos teóricos y realizar simulaciones que expliquen fenómenos. La supercomputación, por su parte, proporciona la potencia de cálculo necesaria para que ambas disciplinas puedan abordar problemas de gran escala y complejidad. Por otro lado, aunque su nombre pueda generar confusión, la computación biológica es una rama de la informática que estudia cómo utilizar elementos vivos, como proteínas o moléculas de ADN, para procesar y almacenar información.

Una plataforma para reunir recursos en Biología Computacional

El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha creado, en el marco de las “Conexiones CSIC”, el HubBCB, que agrupa a todos los centros y profesionales del Consejo que trabajan en estos ámbitos.

El Centro de Estudios Avanzados de Blanes (CEAB-CSIC) forma parte de esta iniciativa, ya que cuenta con infraestructuras de investigación específicas, como el CBLab, y personal experto en estas disciplinas.

Los objetivos del HubBCB son fomentar la colaboración entre el personal científico y técnico del CSIC que trabaja en biología computacional y bioinformática, así como generar un catálogo claro de recursos (infraestructuras, servicios y personal experto) tanto para uso interno como externo (para otros organismos de investigación, entidades públicas, etc.).

Además, la conexión también busca dar visibilidad al trabajo del CSIC en este ámbito y promover la excelencia en biología computacional y bioinformática. En este sentido, el Hub organiza acciones de manera continuada, como seminarios para compartir el conocimiento adquirido.

Para más información:
https://delegacion.comunitatvalenciana.csic.es/el-csic-presenta-en-valencia-una-plataforma-para-ofrecer-sus-recursos-en-idi-en-biologia-computacional-y-bioinformatica/
https://conexion-bcb.csic.es/

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