Serafín: supercomputación y conexiones neuronales

Científicos pertenecientes a un instituto mendocino, describen el funcionamiento de una proteína clave para la sinapsis neuronal, utilizando simulaciones numéricas realizadas en el CCAD.

Di Bartolo y Masone. Foto: Gentileza UNCuyo

Existen redes federales, que esquivan los centros y posibilitan poderosas conexiones. En este caso, Serafín del Centro de Computación de Alto Desempeño de la Universidad Nacional de Córdoba (CCAD – UNC), estuvo al servicio del grupo mendocino liderado por Diego Masone, perteneciente al Instituto de Histología y Embriología de Mendoza “Dr. Mario H. Burgos” (IHEM, CONICET-UNCUYO). Esta vez, la analogía que explica el funcionamiento del cerebro comparándolo con el de una computadora, alcanzó otro nivel y la metáfora se convirtió en herramienta: nuestra supercomputadora permitió describir uno de los mecanismos moleculares de una proteína clave para la sinapsis neuronal.
Es que el CCAD, como sabemos, tiene una enorme potencia para apuntalar y maximizar las capacidades de los grupos de investigación de las diversas áreas y disciplinas científicas, poniendo a disposición tecnología de alto nivel a un costo realista en relación a los recursos disponibles. En ese sentido, el propio Masone asegura que «las simulaciones numéricas asociadas a este trabajo fueron sumamente costosas en términos de tiempo de cálculo. Sólo fueron posibles con el tiempo de supercomputación que teníamos en Serafín, de otra manera ni siquiera nos hubiésemos planteado abordar un problema de esta envergadura«.
Es por esto que, a pesar de sus limitaciones, Serafín constituye una herramienta indispensable para el desarrollo de una ciencia argentina federal. De ahí la importancia de que el CCAD siga creciendo, en equipamiento y recursos.

La investigación
El pasado 23 de febrero el trabajo de Lautaro Di Bartolo -becario del CONICET- y Diego Masone -investigador del CONICET-, del IHEM (CONICET-UNCUYO), salió publicado en la prestigiosa revista internacional Chemical Science. Ahí, los científicos describieron uno de los mecanismos mediante los cuales una proteína llamada Sinaptotagmina 1 regula la sinapsis, es decir, el proceso mediante el que las neuronas se comunican entre sí.
Tal como aseguran en una nota desde el CONICET, “este estudio representa un avance para entender el funcionamiento de esta familia de proteínas, con aplicaciones directas en medicina. Una mejor descripción de estos mecanismos permitirá pensar en soluciones para el tratamiento de neuropatologías degenerativas como el Alzheimer. ‘Si uno tiene un problema muy complicado que resolver no hay manera de dar con una solución factible si primero no se entiende el mecanismo del problema. Cuando entendamos con claridad, y a nivel molecular, cómo es el proceso completo de la sinapsis neuronal, sólo entonces podremos pensar en tratarla con objetivos médicos’, concluye Masone”.

Di Bartolo y Masone. Foto: Gentileza UNCuyo

El software
Para realizar las simulaciones numéricas, no sólo se utilizó Software Libre Científico, si no que además se creó un plugin específico para las necesidades de esta investigación. Lautaro Di Bartolo, bajo la supervisión de Masone, usó PLUMED, un módulo que permite insertar código que implementa variables complejas dentro de la simulación realizada en el motor de dinámica molecular GROMACS, a fin de poder estudiar mejor los mecanismos involucrados. El plugin MEMFUSION que diseñaron, programaron y optimizaron fue aceptado dentro de PLUMED, por lo que ahora se encuentra libremente disponible para que pueda utilizarse en otros trabajos científicos.

Para conocer más sobre la investigación:
https://www.conicet.gov.ar/describen-el-funcionamiento-de-una-proteina-clave-para-la-sinapsis-neuronal/

https://www.unidiversidad.com.ar/como-una-supercomputadora-ayudo-a-cientificos-de-la-uncuyo-a-conocer-un-mecanismo-del-cerebro

https://www.google.com/url?q=https://soundcloud.com/fundacionmedife/dr-diego-masone-instituto-de&sa=D&source=docs&ust=1648036649070115&usg=AOvVaw2hyJtJh5nwKl3A_Q6yxN7R (A partir del minuto 4:22)

https://www.uncuyo.edu.ar/prensa/ciencia-argentina-describen-como-funciona-una-proteina-clave-para-la-sinapsis-neuronal23