1er Coloquio de Biomatemáticas Computacionales , FES Acatlán, UNAM

El pasado 3 de octubre de 2014 se llevó a cabo el primer Coloquio de Biomatemáticas Computacionales en la Facultad de Estudios Superiores Acatlán de la Universidad Nacional Autónoma de México. El evento reunió a varios investigadores que utilizan tanto a la biología como a las matemáticas y a la computación en sus trabajos. La gran mayoría de los asistentes fueron alumnos de la carrera de Matemáticas Aplicadas de FES Acatlán, pues el departamento de matemáticas computacionales de dicha carrera organizó el evento junto con alumnos de Facultad de Ciencias de la UNAM. En las pláticas se abarcaron temas desde “La necesidad de herramientas matemáticas y de cómputo en biología” hasta fractales y cómputo no convencional.

Ricardo Munguía Díaz señaló que la noción del “cuenta-patas” es errónea. Es decir, muchas veces la gente piensa que un biólogo no necesita de capacidades analíticas y se dedica solamente a describir lo que observa; sin embargo, en biología desde hace mucho tiempo las matemáticas han sido necesarias. Entre los ejemplos que dio se encuentran los siguientes:

-Darwin y Malthus. Algunos de los postulados de Darwin se derivan de la ley de Malthus

Ley de Malthus: La población crece más rápido que la cantidad de recursos. Tomado de https://synbiomx.files.wordpress.com/2014/12/2e485-teor25eda2520de2520malthus.jpg

-Mendel y la genética.

Segunda ley de Mendel. Tomado de https://synbiomx.files.wordpress.com/2014/12/b8089-225c225aaley.png

-Genética de poblaciones: equilibrio Hardy-Weinberg. Las frecuencias de los alelos y de los genotipos en una población no cambian bajo ciertos supuestos.


Equilibrio Hardy-Weinberg. Tomado de http://pendientedemigracion.ucm.es/info/genetica/grupod/Genetica%20evolutiva/Hardy%20Weinberg/frecuencias%20genotipicas.gif

Finalmente, mostró las predicciones de un modelo depredador-presa con el ejemplo de las ovejas, el pasto y los lobos.

ovejas

El Dr. Sergio Víctor Chapara Vergara señaló la importancia de las bases de datos biológicas con el ejemplo de la Base de Datos de la Colección Nacional Microbiana CDBB-500, la cual ya se encuentra desde 2012 en la Strain International Info (http://www.straininfo.net/). Cabe señalar que actualmente la base de datos se llama “Colección Nacional Mexicana de Cepas Microbianas” (http://micro500.cs.cinvestav.mx/micro500class/).

CDBB

El Dr. Pablo Padilla Longoria habló del papel que tienen los modelos matemáticos en ciencias de la vida e hizo especial énfasis en que los modelos no son razonamientos circulares. Mencionó ejemplos como:
-La administración del agua en Morelia se puede abstraer como un problema de teoría de juegos, pues se trata de manejo de conflictos y cooperación.
-La secuencia temporal de la formación de órganos florales en Arabidopsis thaliana puede modelarse de manera booleana, donde el estado de cada gen es “encendido” o “apagado”.

paisajeABC

Secuencia de la formación de los órganos florales en A. thaliana. Tomado de E.R. Alvarez-Buylla et al. Seminars in Cell & Developmental Biology 21 (2010) 108–117.

El Lic. Mario Sánchez Domínguez trató el tema de rutas metabólicas y ecuaciones de Michaelis-Menten, pues dicha representación describe matemáticamente la interacción entre la enzima y el sustrato permitiendo así entender qué inhibe y qué activa la producción en la reacción.

Cinética Michaelis-Menten. Tomado de http://perso.wanadoo.es/sancayetano2000/biologia/images/Cinenzima.gif

Diana Rivera Segundo habló de fractales y de su interpretación como redes eléctricas. Cabe destacar que un fractal es una estructura autosimilar, en la que se repite un patrón.

Brócoli romanesco, un vegetal fractal. Tomado de https://www.fourmilab.ch/images/Romanesco/images/Lcr1.jpg

Cristian Josué Delgado Guzmán expuso sobre cómputo no-convencional. Dio una amplia gama de ejemplos, entre ellos el caso de unas bacterias que resuelven caminos Hamiltonianos. Dicho problema consiste en saber si hay un recorrido que pase por todos los nodos una sola vez en una gráfica dirigida. El ejemplo más conocido es el de los puentes de Könisberg, en el que la pregunta consistía en si era posible visitar todos los puentes de la ciudad caminando una sola vez por cada uno de ellos. En el caso de las bacterias, el problema fue representado con fragmentos de proteínas fluorescentes y una recombinasa.

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La solución al problema es representada por el fenotipo de colonia amarilla. Tomado de Baumgardner et al, Journal of Biological Engineering 2009, 3:11

En conclusión, en este coloquio se habló de la importancia de la interdisciplinariedad para poder llevar a cabo investigación en el campo de biología. La biología sintética es un claro ejemplo de lo que se puede lograr cuando se juntan áreas como la biología, las matemáticas y la computación, y su mención no faltó en este evento. Además, coloquios como éste le muestran a los alumnos la amplia gama de campos en los que pueden aplicar sus conocimientos.

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Imagen principal tomada de https://www.facebook.com/Biomatefes