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Un paso hacia la ciencia robótica
La semana pasada, científicos del Reino Unido anunciaron que habían desarrollado un robot capaz de hacer descubrimientos científicos simples por sí solo.
Asistente de laboratorio: Ross King, científico informático de la Universidad de Aberystwyth, es uno de los principales investigadores detrás de Adán y Eva.
El sistema robótico, apodado Adam, plantea la hipótesis de qué genes de la levadura codifican las enzimas responsables de catalizar ciertas reacciones bioquímicas. Luego lleva a cabo experimentos diseñados para probar que sus hipótesis son correctas o incorrectas.
Los investigadores describieron los resultados de los experimentos de Adam en la revista. Ciencias . El grupo está desarrollando Eve, otro sistema de laboratorio robótico, que utilizará un enfoque similar para el descubrimiento de fármacos y debería estar funcionando este verano.
Los sofisticados sistemas de laboratorio robóticos como Adán y Eva podrían tener un gran impacto en las pruebas genómicas y de drogas futuras, dicen los expertos. Durante años, una técnica llamada detección de alto rendimiento (HTS) ha permitido a las empresas realizar experimentos rápidamente utilizando dispositivos automatizados. Un sistema HTS puede inyectar de forma rápida y precisa cientos de miles de compuestos en muestras. Estos sistemas automatizados pueden hacer en unos pocos días lo que un equipo de científicos necesitaría mucho más para completar a mano.
Pero los investigadores aún deben evaluar los resultados de los experimentos por sí mismos, aunque a menudo emplean programas de software para analizar grandes cantidades de datos. Adam and Eve tiene como objetivo integrar los procesos de evaluación para hacer que las pruebas de laboratorio sean aún más rápidas y eficientes.
La robótica de laboratorio prueba miles y decenas de miles de compuestos con fuerza bruta, dice Ross King , profesor de informática en la Universidad de Aberystwyth e investigador principal de los sistemas robóticos inteligentes. Nuestra idea es intentar hacer esto de una manera más inteligente. King dice que Adán y Eva son los primeros sistemas que combinan grandes bibliotecas de datos científicos con técnicas de aprendizaje automático y hardware de laboratorio sofisticado.
Los tipos de experimentos que pueden realizar los robots son muy simples, dice Jim Inglés , subdirector del Centro de Genómica Química del Instituto Nacional de Salud. No pueden realizar varios pasos; tienen que tener un protocolo muy sencillo. Los ayudantes robóticos más inteligentes podrían ser parte de lo que traerá la nueva era de la robótica a la ciencia, dice. Ya no podemos tardar 10 años en desarrollar un fármaco. Tenemos que poder hacer todo esto más rápido.
Eve eventualmente probará medicamentos para tratar la malaria y la esquistosomiasis (una infección causada por varios tipos de gusanos parásitos). Eve hará esto al predecir cómo deberían interactuar las moléculas del fármaco con las muestras de laboratorio. El robot tiene un gran banco de datos sobre compuestos químicos; Se utilizará el aprendizaje automático para enseñarle cómo se relacionan las diferentes formas con la actividad química.
Después de que Eve haya descubierto algunos compuestos clave, que generan alguna actividad o reacciones deseadas en el laboratorio, formulará hipótesis sobre lo que podría ser importante sobre la forma de la sustancia química que está causando la actividad, dice King. Luego, realizará más experimentos basados en esos supuestos.
Un sistema tan automatizado definitivamente podría ser útil, porque hay muchos datos disponibles, dice Anthony Johnson, director ejecutivo de Empire Genomics , un laboratorio de servicios que realiza pruebas de alto rendimiento. Si tuviera una máquina que pudiera comprender el objetivo final de un proyecto de investigación dado y diseñar una serie de experimentos, sería genial, dice.
Sin embargo, debido a que las pruebas genómicas son tan complejas, Johnson cree que dicho sistema podría resultar más útil como una forma de hacer que la investigación actual sea más eficiente, en lugar de como un medio para hacer nuevos descubrimientos por sí solo.
Eventualmente, los dos robots trabajarán juntos: Adam creará cultivos de levadura que Eva usará en sus experimentos. En 10 a 20 años, pensaría que tales sistemas serían relativamente comunes en los laboratorios, dice King.