REVISIÓN  EN  ‘NATURE  REVIEWS  GENETICS’  SOBRE  EL  PAPEL  DE   LA  COORDINACIÓN  MOLECULAR  EN  EVOLUCIÓN • El   equipo   del   CNIO   que   dirige   Alfonso   Valencia   revisa   en   un   artículo   las   últimas   metodologías   para   el   estudio   de   la   evolución   de   proteínas   y   sus   interacciones,   así   como   sus   futuras   aplicaciones   para  el  desarrollo  selectivo  de  fármacos     Madrid,   5   de   marzo,   2013.   Los   investigadores   Alfonso   Valencia,   director   del   Programa   de   Biología   Estructural   y   Biocomputación   del   Centro   Nacional  de  Investigaciones  Oncológicas  (CNIO),  David  de  Juan,  miembro   de   su   equipo,   y   Florencio   Pazos,   del   Centro   Nacional   de   Biotecnología   (CNB-­‐CSIC),   publican   hoy   en   Nature   Reviews   Genetics   una   revisión   sobre   los   últimos   métodos   computacionales   que,   basados   en   principios   evolutivos,  están  revolucionando  el  campo  del  análisis  y  la  predicción  de  la   estructura,   función   e   interacciones   entre   proteínas,   así   como   las   expectativas  futuras  de  este  área  a  corto  y  largo  plazo.       “Los  métodos  y  herramientas  de  análisis  computacionales  y  matemáticos   que   estudian   cómo   las   proteínas   evolucionan   de   forma   coordinada,   un   proceso   conocido   como   coevolución   molecular,   han   experimentado   importantes  avances  en  los  últimos  años”,  resume  Valencia.       Esta   revolución   en   el   estudio   de   la   evolución   a   escala   micro   está   permitiendo  no  sólo  predecir  interacciones    entre  proteínas  y  entender  los   cambios   estructurales   que   se   suceden   en   ellas,   si   no   que   representan   también   la   base   para   entender   cómo   las   mutaciones   introducidas   en   enfermedades   como   el   cáncer   o   enfermedades   neurodegenerativas   afectan  al  entramado  molecular  subyacente.     Las   proteínas,  —al  igual  que  lo  hacen  a  escala  macroscópica  las  distintas   especies  mediante  relaciones  como  las  de  competencia  o  simbiosis—,  no  

actúan  de  forma  aislada,  si  no  que  se  coordinan  las  unas  con  las  otras  para   poder   desempeñar   sus   funciones.   Estas   relaciones   biológicas   explican   la   tendencia   de   la   evolución   para   introducir   cambios   coordinados   en   las   proteínas,  lo  que  permite  mantener  y  modular  dichas  relaciones.     “El   desarrollo   de   nuevos   métodos   matemáticos,   más   poderosos   y   fiables   que   los   que   disponíamos   en   la   década   de   1990,   nos   está   permitiendo   explorar   estos   problemas   biológicos   a   escala   molecular,   y   que   constituyen   una  visión  más  profunda  del  proceso  darwiniano”,  explica  Valencia.  “Estos   métodos  basados  en  coevolución  nos  sirven  como  anteojos  para  observar   y  entender  procesos  biológicos  y  moleculares”,  ilustra.     MÁS   DE   20   AÑOS   DE   INVESTIGACIÓN   PARA   PREDECIR   RELACIONES   MOLECULARES       A   lo   largo   de   la   revisión,   los   autores   describen   aquellos   métodos   matemáticos   que,   basados   en   la   evolución   de   pares,   son   capaces   de   predecir   interacciones   moleculares   en   sus   distintos   niveles   de   complejidad.       Estos   métodos   incluyen   los   que   ya   en   la   última   década   del   siglo   XX   predecían   puntos   de   contacto   entre   proteínas;   aquellos   que   permiten   entender   la   selectividad   en   las   uniones   de   proteínas   muy   similares   —o   pertenecientes   a   la   misma   familia—   con   sus   ligandos;   o   incluso,   ya   en   una   escala   de   complejidad   mayor,   aquellos   que   predicen   redes   de   interacciones  entre  las  miles  de  proteínas  que  conforman  las  células.     Durante   los   últimos   20   años,   el   equipo   de   Valencia   ha   liderado   varias   líneas  de  investigación  ligadas  a  este  campo,  muchas  de  las  cuales  siguen   siendo   estudiadas   por   otros   muchos   grupos   y   en   las   que   su   equipo   continua  siendo  un  referente  mundial.       “En   el   año   2012   publicamos   un   nuevo   conjunto   de   predicciones   sobre   la   especificidad  de  unión  del  oncogén  Ras  a  otras  proteínas.  La  herramienta   estaba     basada   en   métodos   coevolutivos   que   habíamos   desarrollado   un   par  de  años  antes,  y  que  ahora  están  siendo  ampliamente  explorados  por   otros   grupos”,   explica   Valencia.   La   familia   de   proteínas   Ras   está   relacionada   con   un   amplio   espectro   de   cánceres,   por   lo   que   conocer   el   lenguaje   que   utiliza   con   otras   proteínas   importantes   para   las   células   puede  ser  la  base  para  el  desarrollo  de  nuevos  fármacos.  

Los  autores  del  trabajo  auguran  un  futuro  muy  prometedor  en  este  campo   de   investigación,   en   el   que   bioinformáticos,   físicos,   biólogos   y   matemáticos  aúnan  esfuerzos  para  conseguir  dibujar  la  complejidad  de  la   dinámica  de  proteínas.       De   Juan   lo   resume   así:   “A   largo   plazo,   esperamos   una   unificación   de   estos   métodos,   lo   que   nos   ayudará   a   manipular   o   crear   nuevos   fármacos   que   ataquen   selectivamente   las   células   defectuosas   y   reducir   así   efectos   secundarios”.     Artículo  de  referencia:   Emerging   methods   in   protein   co-­‐evolution.   David   de   Juan,   Florencio   Pazos,   Alfonso   Valencia.  Nature  Reviews  Genetics  (2013).  doi:  10.1038/nrg3414  

                                  El  investigador  del  CNIO  Alfonso  Valencia.  CNIO                     Más  información:  [email protected]