BIOINFORMÁTICA, ENZIMAS, GENOMAS

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La bioinformática ayuda a crear herramientas para encontrar enzimas clave
El proyecto ayuda a investigar las enzimas activas en carbohidratos, como las enzimas bacterianas en el intestino que descomponen los alimentos fibrosos no digeribles.

Con genomas completos disponibles para el estudio, encontrar genes específicos de interés es un desafío. El especialista en bioinformática de la Universidad de Nebraska-Lincoln, Yanbin Yin, está creando herramientas informáticas avanzadas para identificar rápidamente una clase de enzimas que se encuentran en todos los organismos vivos.

Las herramientas de Yin están ayudando a la investigación, incluida la suya, sobre la salud intestinal, la producción de biocombustibles, las enfermedades de los cultivos y el pasado evolutivo, según un anuncio de la universidad.

«Si secuencia una planta o un genoma bacteriano, probablemente haya decenas de miles de genes, pero solo el 5% de esos genes son estas enzimas», señaló Yin, profesor asociado de ciencia y tecnología de alimentos. “Si haces experimentos, podría tomar 20 o 30 años resolverlo. Con este sistema de software, puede hacerlo en cinco minutos «.

Yin y su equipo se están centrando en las enzimas activas en carbohidratos, o CAZymes, las enzimas que producen, modifican y descomponen todos los carbohidratos. Se basa en su trabajo anterior que identifica CAZymes dentro del código genético que los investigadores cargan en un sitio web .

Ahora, Yin está avanzando su software para analizar y clasificar CAZymes a un nivel más detallado. El software busca características clave dentro del código genético para distinguir entre los diferentes grupos CAZyme y predecir cómo funcionan las enzimas, dijo la universidad.

Yin está creando algoritmos informáticos que aprenden y mejoran a medida que se agregan datos. Su punto de partida es una base de datos CAZyme, compilada a partir de la literatura científica y mantenida por otros investigadores, que está utilizando para entrenar su software de identificación para empaquetar en un sitio web gratuito y fácil de usar para los investigadores de CAZyme.

«Nuestra contribución es tener un sistema de software que pueda aprender de esos conjuntos de datos de entrenamiento y hacer predicciones», dijo Yin. El software dará a los investigadores la capacidad de comprender mejor los CAZymes que están investigando.

Debido a que CAZymes proporciona funciones críticas en la naturaleza, las herramientas acelerarán la investigación en una amplia variedad de disciplinas. Los investigadores de bioenergía, por ejemplo, están investigando las CAZimas microbianas que descomponen los carbohidratos complejos en azúcares simples que pueden convertirse en biocombustibles. Aprovechar esta capacidad permitiría la producción de biocombustibles a partir de residuos agrícolas.

El equipo de Yin está utilizando el software para identificar e investigar los CAZymes de bacterias beneficiosas que viven en el intestino. Estas enzimas bacterianas descomponen los alimentos fibrosos no digeribles en azúcares que el huésped puede usar, por lo que su investigación podría conducir a una mejor salud humana y animal, dijo la universidad.