L’SMILE més senzill és el metà, representat per una simple C. El segueix l’età (CC) el propà (CCC) i, així, successivament. Molècules més complexes, com ara el l’acetat de metil (CC(=O)OC) ja introdueixen dobles enllaços (=) i cadenes laterals (es posen entre parèntesis.

Cada molècula té el seu SMILE únic i pot ser més o menys senzill representar-lo. Buscant alguns exemples per fer proves (i no trencar-me les banyes fent els SMILES) he trobat una web prou interessant ja que recull un fotimer d’exemples per diferents tipus de molècules. Ho podeu trobar aquí.

SMILES, de l’anglès Simplified Molecular Input Line Entry Specification, és una notació per descriure, de manera única, l’estructura d’una molècula fent servir una simple cadena de caràcters alfanumèrics en format ASCII. Aquesta manera d’anomenar les molècules, va néixer als anys vuitanta de la mà de n’Arthur Weininger (qui va desenvolupar diferents programes i algoritmes per manejar-les).

Aquesta notació té un seguit de coses positives que la fan interessant. És un “llenguatge” fàcil d’entendre tant per ordinadors com per persones. És un nom “únic”, és a dir, és una manera universal i única d’anomenar una molècula. Requereix poc espai d’emmagatzematge en sistemes informàtics. Com a principal pega és que si bé és relativament senzill transformar un SMILE a coordenades en dues dimensions (2D), obtenir quelcom en tres dimensions ja és molt més complicat.

Fa poc he descobert aquesta nomenclatura i m’hi estic mirant d’acostumar i entendre ja que és la manera amb que remenaré les molècules durant el post-doc.

Espectacular vídeo que reprodueix el que passa dins d’una cèl·lula i el seu entorn. És una animació en 3D que ensenya com es sintetitza una proteïna, com es mouen diferents orgànuls, proteïnes, la reproducció de l’ADN,…

Les imatges del vídeo anterior s’acompanyen de música ambiental. Si voleu, també hi ha una versió explicada aquí.

Fa ja uns mesos vaig parlar d’un article publicat a la revista PLoS Computational Biology que posava la “ciència computacional” com a exemple de ciència que es podia fer en un país en desenvolupament.

Fa uns dies, la mateixa revista n’ha publicat un de molt similar: Ten Simple Rules for Aspiring Scientists in a Low-Income Country (deu normes senzilles per ser un científic en un país en desenvolupament). L’article no deixa de ser “curiós” i, igual que el que comentava fa uns mesos, interessant. De fet, l’article reflexa una de les coses que, diu, cal tenir en compte: fer-se veure i explicar-se al món.

A banda de les coses “bàsiques” per fer ciència, en destaca d’altres més concretes, que, per sentit comú serien aplicables arreu però, més especialment, en els països en desenvolupament: ser conscient d’on treballes i del poc suport públic que rebràs, publicar a revistes internacionals i fer-te veure al món, tenir col·laboracions locals però també internacionals,…

Fa quatre anys vaig anar a un congrés de “químics teòrics d’expressió llatina” (nom curiós). Científicament no era del millor, però estava bé degut, sobretot, a la gran presència de grups sud-americans. Parlant amb gent d’allà tots coincidien a dir, en certa manera, el que explica l’article que cito: donar-se a conèixer. Segons ells, molts tenim la idea d’ells com a països pobres i que, per tant, estan lluny de la ciència (i ja no parlem dels països centre-americans!) i que, aquell tipus de congrés els anava bé per fer el que consideren més important: donar-se a conèixer, que la “resta” sapiguem que, tot i no tenir pràcticament suport institucional, ells també fan ciència.

No és una “lectura científica” pròpiament, però sí interessant, a més a més, al no ser massa tècnica la pot llegir pràcticament tothom, és un anglès prou planer. Per cert, publicada per una revista del grup PLoS, accés obert per tothom.

Part de la meva tesi són estudis teòrics en models de selenoproteïnes comparades amb models idèntics però sense selenocisteïna (amb cisteïna en el seu lloc). Aquest models tenen, com a àtom central, un metall. Normalment, de fet, pràcticament totes les proteïnes de la família que he estudiat (les formiat deshidrogenases), aquest metall és un àtom de molibdè. Però també n’hi ha alguna que, en comptes de molibdè, té tungstè. Així doncs, he calculat models de les diferents combinacions: seleni+molibdè, sofre+molibdè, seleni+tungstè i sofre+tungstè.

He vist que cada “factor” té el seu comportament. Comparant seleni i sofre en els models amb tungstè veig que el seu comportament segueix el mateix patró, de la mateixa manera que tant el seleni com el sofre segueixen un comportament similar en els models amb molibdè i en els models amb tungstè. Per exemple, “reduir” el sistema és més costós amb tungstè però en canvi “oxidar-lo” és més senzill amb aquest metall. També hem vist que la reducció és menys costosa en tots els models amb sofre mentre que l’oxidació és, amb diferència, més senzilla quan tenim seleni. A la vegada, les diferències seleni/sofre són molt més grans en sistemes amb molibdè, de fet, amb tungstè, les diferències seleni/sofre són molt petites.

Per què? S’ha vist que les metal·loproteïnes que contenen molibdè són, pràcticament, a totes les espècies de bacteris, llevats, animals i plantes. Mentre que, en canvi, les proteïnes que contenen tungstè es limiten a algunes espècies de bacteris que, a més a més, són hipertermòfiles i/o anaeròbiques (creixen sense oxigen).

Els models que he calculat poden concloure que, les proteïnes amb molibdè treballarien millor en ambients més oxidants mentre que les que contenen tungstè ho fan millor en ambients més reductors (amb menys presència d’oxigen). Això explicaria el per què les proteïnes que contenen tungstè es troben bàsicament en ambients anaerobis.

Ara bé, per que s’observa que les diferències seleni/sofre són més grans en els models amb molibdè? El molibdè és un metall una mica més petit i menys electronegatiu que el tungstè.  El seleni és més gran que el sofre i més electronegatiu. Segons això, doncs, la coordinació seleni/sofre-metall és molt més eficient quan el metall és el molibdè i, a més a més, aquest es veu molt més afectat pel seleni que no pas pel sofre.

L’altra qüestió és, si inserir una selenocisteïna en la cadena peptídica d’una proteïna és molt més complicat que qualsevol altre aminoàcid (les selenocisteïnes requereixen un complex i específic mecanisme) i, a més a més, en els models amb tungstè no aporta quasi res de nou, per que hi ha proteïnes amb tungstè i selenocisteïna (el model calculat es basa en una d’elles). L’ambient tendeix a ser cada vegada més oxidant i cal adaptar-s’hi. Així doncs, aquesta proteïna en concret pot estar en fase de canvi, és a dir, preparant-se per treballar en ambients més oxidants i canviar el seu tungstè per un molibdè.  Hi ha moltes molibdoproteïnes que contenen seleni, així dons, aquesta proteïna en concret podria haver incorporat el seleni com a pas previ a la mutació cap al tungstè. Això darrer, és una simple hipòtesi.

L’ideal seria fer un estudi bioinformàtic per avaluar la proporció de seleni/sofre en proteïnes amb molibdè i en proteïnes amb tungstè però, malauradament, degut a que les proteïnes amb tungstè són, bàsicament, en organismes anaerobis, n’hi ha molt poques d’identificades i, menys encara, de ben seqüenciades i anotades.

Fa un parell de dies parlava d’una opció que tenim per “silenciar” part d’un residu en una dinàmica. El que comentava era que, ajustàvem la càrrega d’aquella part a zero i llestos. Per fer això, cada programa té les seves maneres.

La cosa està però en que allò que vaig dir no és ben bé cert i, si només ajustem la càrrega a zero, seguirem tenint tot de boles (àtoms) sense càrrega voltant per la proteïna. La dinàmica té en compte la càrrega i el diàmetre de cada àtom de manera que si només ajustem la càrrega a zero, seguim tenint les “boles” fent nosa.

Doncs, com fer-ho bé (ara espero que sí!)? Ajustant el radi de Van der Waals també a zero. La manera més senzilla per fer-ho és modificant el tipus atòmic dels àtoms que volem “silenciar”, fent-ne un a l’atzar, per exemple Oz, per silenciar un oxigen. Després, a la llibreria de tipus atòmic hi afegim aquest nou “tipus” assignant-li un radi de Van der Waals de zero. I llestos!

Dies enrere, en Pere, un company de feina, va anar a una reunió que la URV havia convocat pels seus becaris de tercer any amb beca de la Generalitat. Els van explicar tot de coses sobre la tesi, quan s’acaba, dipòsit,… però em vaig quedar amb una, i destacable. Les tesis dels doctorands que han gaudit d’una beca de la Generalitat han d’alliberar la tesi amb llicència Creative Commons. No em va saber explicar amb detall quina variant de la llicència estan obligats a emprar per la tesi però el fet en sí ja és un avenç.

Per què ho destaco? per que una recerca feta amb diners públics ha de ser lliure i a l’abast de tothom. No està bé que l’administració, amb diners públics, pagui per generar una informació i després hagi de tornar a pagar (o ho hagi de fer qualsevol ciutadà -allò ha estat una mica fruit dels seus diners-) per a poder accedir a aquesta informació. En les tesis et donen un marge de sis mesos, per si tens quelcom pendent de ser publicat, però, com a màxim sis mesos després d’haver llegit la tesi ha de ser Creative Commons.

Als Estats Units, algunes fundacions de recerca tenen, com a clàusula quan paguen quelcom, que tot allò fet amb aquells diners i que s’acabi publicant, haurà de ser lliure (no caldrà pagar cap revista) al cap de sis mesos.

És un gran avenç. Però encara cal més: patents. Diuen que les patents estimulen la creativitat, jo crec que potser estimulen la butxaca d’alguns que creen. No entraré en detall, ja en parlaré en algun escrit futur. Però el que ja no em sembla, de calaix, justificable és que es patenti quelcom que s’ha fet amb diners públics. Sé que em tiro pedres damunt la pròpia teulada, però no ho trobo bé. Cas pràctic. La Generalitat paga part de la recerca d’un grup d’una universitat, aquesta recerca acaba derivant en una molècula bioactiva amb una activitat farmacològica interessant. Actualment, es patentarà. Els titulars de la patent seran, la Generalitat, la Universitat i alguns dels que hi han participat. Si, l’administració tindrà part dels beneficis que això generi, però, si aquesta molecula s’arriba a comercialitzar, durant 20 anys estarà protegida per una patent (en el cas dels fàrmacs, no es podran fer genèrics durant 20 anys), aleshores, el preu que haurà de pagar la societat per a adquirir la molècula en qüestió, en forma de medicament, serà molt més gran al que seria si no estigués patentada.

No m’agraden les patents, però menys encara quan es patenta quelcom descobert amb els diners de tothom. Actualment s’està redactant el Pla Nacional de Recerca, espero que es tingui en compte això ja que, de moment, tant la Generalitat com el Govern espanol, considerent una patent com a mèrit professional.

Tota la ciència, com a mínim la pública, hauria de ser Creative Commons.

Fins fa una estona, tenia un problema: estic fent unes dinàmiques moleculars d’un enzim que catal·litza una reacció determinada, en aquest cas, l’oxidació de l’anió formiat a diòxid de carboni. La reacció transfereix un protó a l’enzim que, després s’ha de regenerar per recomençar el cicle. Fer la dinàmica d’aquesta reacció és relativament senzill, he afegit el substrat (formiat) al PDB de la proteïna i he fet la dinàmica. Perfecte, obtinc el CO₂ i l’enzim protonat. Fer les dinàmiques de la regeneració de l’enzim ja no és tant fàcil: vull eliminar producte (el diòxid de carboni) però part del residu introduït al PDB (l’anió formiat) no vull que desapareixi, ja que és el protó que he d’estudiar com deixa l’enzim.

Hi ha opcions complicades: eliminar part del formiat (el CO₂) del PDB, però això implica canviar la llibreria d’aminoàcids. També es pot modificar el PDB per situar el CO₂ llunt del centre actiu, però això fa que el programa no entengui que un residu tingui el seu hidrogen, per exemple, a 100 amstrongs. En fi, ho he provat i no és gens fàcil.

La solució? “silenciar” part del residu formiat. Les dinàmiques que estic fent són una mena de QM/MM i, de fet, en la regeneració de l’enzim ja tinc el diòxid de carboni fora de la part QM mentre el protó sí que hi és. En estar fora de la part QM, es podria dir que la importància de cada àtom rau en la seva càrrega (que s’obté de la llibreria de residus). Doncs, si poso a zero la càrrega del CO₂, problema resolt! es pot fer modificant la llibreria però, per fer-ho de manera senzilla jo ho faig als fitxers d’entrada del càlcul. Com?

1) dic al programa que el residu “formiat” té càrrega zero
2) assigno una càrrega concreta al protó.

En MOLARIS, el programa que estic emprant, es faria així. Abans de començar cada dinàmica cal posar el següent:

enzymix
pre_enz
setcrg0 720
setcrg 11192 0.013
quit
quit

Sovint el major o menor risc de patir càncer es relaciona amb factors externs com ara les radiacions i, cada vegada més, la dieta.

Les radiacions tenen una relació clara i coneguda per tothom. Una radiació pot mutar el DNA de les nostres cèl·lules. Si aquest dany al DNA és lleu, tenim mecanismes que reparar-lo o, sinó es pot, eliminiar la cèl·lula. Però si el dany és més greu o se n’acumulen d’altres, pot derivar en un tumor. Un exemple de radiació, le radiació solar. D’aquí la importància d’emprar protectors solars.

La dieta ja és més “curiosa”. Des de fa temps s’ha relacionat la poca ingesta de fibra amb tumors al colon (la fibra no és l’únic factor!) però, i els altres aliments? hi ha aliments que poden afavorir l’aparició de càncers? n’hi ha que ens poden protegir? Tot i que el càncer no és quelcom senzill i aquestes relacions no poden ser, ni molt menys, definitives (és a dir, no menjar fibra no implica que segur que pateixis càncer de colon), hi ha certes relacions.

De la relació entre la dieta i el càncer se’n parla aquests dies en la trobada anual de l’Associació Americana per la recerca del càncer. El portal Biology NewsNet, ofereix un resum dels abstracts més interessants.

A healthy diet and lifestyle protect against a wide range of diseases, and new research presented at the American Association for Cancer Research 2008 Annual Meeting, April 12-16, shows that cancer is no exception. Researchers demonstrate how excessive alcohol drinking could lead to an increased risk of breast cancer, how consuming too many calories may increase one’s risk for melanoma, and why with folic acid, timing is everything for colon cancer prevention.

L’FDA (Food and Drug Administration) dels Estats Units està en alerta per les reaccions al·lèrgiques  a l’heparina. L’heparina és un anticoagulant molt emprat ja des de fa temps i utilitzat sovint en intervencions quirúrgiques i tractaments de diàl·lisi per evitar que la sang coaguli. S’extreu del budell dels porcs.

L’heparina estudiada és de la casa Baxter i la preocupació rau en el fet que si bé durant l’any 2006 als Estats Units van morir tres persones degut a una reacció al·lèrgica al producte, des del novembre del 2007 fins ara, ja n’han mort 62 (i la xifra podria arribar a poc més del centenar). Tots els casos estan relacionats amb el mateix laboratori i tenen el punt comú de ser produïts amb primeres matèries d’origen xinès.

Això ha obert el debat de si cal regular la producció exterior d’alguns productes. La pregunta és si el que que es produeix fora del país segueix realment les normes i controls de qualitat que es requereixen dins del propi país. Les respostes, de moment, són, per una banda, dels productors xinesos, que diuen garantir la qualitat i de la FDA mateixa, que es planteja obrir agencies en aquells països on es produeixen primeres matèries d’alguns productes.