Acerca de la Arquitectura de la Vida
Durante una gran parte de su historia, la biología ha adoptado una visión estrecha y centrada en los genes del desarrollo: un gen, una función, un resultado. Sin embargo, al retroceder un paso, este enfoque reveló importantes perspectivas, pero nos dejó con una imagen incompleta. El desarrollo no es el resultado de interruptores individuales. Es una red dinámica de genomas, proteínas, metabolitos y capas reguladoras que interactúan a lo largo del tiempo, para comprender verdaderamente cómo crecen y evolucionan los organismos, necesitamos retroceder un paso y observar el sistema completo.
El Arquitectura de la Vida hace precisamente eso. Al combinar la genómica, la transcriptómica, la proteómica, y la metabolómica, construimos un mapa completo del desarrollo en todas las especies, poblaciones y capas moleculares. Este enfoque a nivel de sistemas nos permite descubrir las reglas ocultas que configuran la complejidad de la vida; que de lo contrario, las pasaríamos por alto si solo nos centráramos en genes individuales.
¿Por qué un enfoque de múltiples capas?
Heliconius charithonia, especie nativa de Puerto Rico. Filmado por Florence Piel.
Tomemos como ejemplo las mariposas del género Heliconius; alrededor de 40 especies sirven como laboratorio natural para estudiar la evolución de los patrones de color. En Sudamérica, dos especies, H. erato y H. melpomene, han evolucionado en parejas miméticas: en cada región, ambas parecen casi idénticas, aunque no están estrechamente relacionadas. Esta estrategia de imitación se denomina mimetismo (Fig. 1); al compartir los mismos colores brillantes de advertencia, ambas especies enseñan a los depredadores a mantenerse alejados tras una sola experiencia de sabor desagradable.
Fig. 1. Las razas geográficas de Heliconius erato y H. melpomene exhiben mimetismo paralelo en Sudamérica. Los análisis genómicos comparativos en torno al locus WntA revelan divergencia regulatoria a pesar de los fenotipos alares convergentes. La inactivación de WntA mediante CRISPR produce resultados distintos: patrón rojo expandido en las alas anteriores en H. erato demophoon frente a un efecto mínimo en H. melpomene rosina . (Papa y otros, 2025)
Durante años, los investigadores investigaron esta diversidad mediante la eliminación de un solo gen. Sin embargo, los resultados a menudo superaron las expectativas. La eliminación del mismo gen, WntA , en dos especies estrechamente relacionadas produce resultados muy diferentes: en H. erato demophoon , una gran mancha roja se extiende por el ala anterior, mientras que en H. melpomene rosina , las alas apenas cambian.
Un gen, dos especies, dos historias muy diferentes.
¿Preguntas para un enfoque pangenoma?
Los estudios de un solo gen no pueden explicar:
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Cómo se modifican e interactúan las proteínas.
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Cómo las enzimas y los metabolitos impulsan los procesos celulares.
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Cómo la epigenética y el empalme alternativo perfeccionan la función genética.
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Cómo las variantes estructurales y las duplicaciones genéticas impulsan la evolución.
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Cómo cambia la organización genómica con el tiempo.
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Qué interacciones moleculares son robustas y cuáles son flexibles.
Al entrelazar estas capas, vamos más allá de una “lista de partes” y revelamos cómo sus interacciones construyen y diversifican los sistemas.
En la foto, de izquierda a derecha, aparecen Nicolás, Estefanía y Liz; tres miembros de nuestro laboratorio en el campo.
Esta inconsistencia resalta la necesidad de un enfoque multiespecie y multicapa. Los genomas de referencia actuales para Heliconius charithonia y Danaus plexippus se basan en tan solo unos pocos individuos, lo que apenas roza la superficie de la diversidad genómica. Para captar el verdadero esquema de la vida, debemos analizar la variación entre poblaciones, etapas de la vida y capas reguladoras.
Dibujar patrones con nuevas tuberías
Lo que también distingue a Blueprint of Life es su tecnología. Nuestro equipo incluye no solo biólogos, sino también matemáticos, químicos, informáticos y expertos en Inteligencia Artificial (IA) que trabajan juntos para diseñar nuevas formas de manejar datos biológicos. En lugar de tuberías estáticas, estamos desarrollando modelos computacionales estandarizados basados en principios matemáticos y potenciados por IA. Este cambio llevará la biología de la descripción a la predicción. Nuestra IA no estará pre-entrenada con suposiciones, aprenderá directamente de los datos biológicos, detectando patrones en genes, moléculas y etapas de desarrollo. Al hacerlo, transformará la biología en una ciencia predictiva, capaz de anticipar los resultados del desarrollo y los cambios regulatorios. Y aunque las mariposas son nuestro punto de partida, la visión es más amplia. Al unir la IA con la biología, pretendemos crear herramientas que aceleren el descubrimiento en las ciencias de la vida. Nuestro objetivo no es solo utilizar la IA para analizar datos, sino aprovecharla para predecir las reglas fundamentales de la vida misma.
Reflexiones finales
Nuestro objetivo es simple: comprender cómo los organismos vivos crean instrucciones organizadas que dan lugar a identidades celulares, tejidos, órganos y estructuras corporales complejas únicas. ¿Cómo un mismo genoma da origen a neuronas, fibras musculares o escamas alares? ¿Qué desencadena las redes que guían el desarrollo celular? El Arquitectura de la Vida ayudará a decodificar estas firmas moleculares de identidad, mostrando cómo genes, proteínas, y metabolitos convergen para otorgar a las células sus funciones distintivas.
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Ubicación y colaboración
Bienvenido a La Isla del Encanto
Puerto Rico, la Isla del Encanto, es donde se fundó el Arquitectura de la Vida. Albergando algunos de los centros de investigación más avanzados de Latinoamérica y el Caribe , la isla ofrece un entorno excepcional para el descubrimiento y la colaboración científica. Con su rico patrimonio natural, instalaciones docentes de reconocimiento internacional, y una dinámica comunidad de estudiantes boricuas e internacionales, Puerto Rico se erige como un centro de excelencia en investigación, educación e innovación en las ciencias de la vida.
Punta Borinquen, Puerto Rico. Fotografía cortesía de Nicolás A. Miranda Díaz.
Cayey de Muesas, Puerto Rico
Unitersidad de Puerto Rico en Río Piedras , Puerto Rico
El Arquitectura de la Vida no está ligado a una sola universidad o laboratorio...
Nuestras colaboraciones abarcan instituciones , disciplinas e industrias . El objetivo del proyecto es unir a investigadores, educadores y organizaciones sin fines de lucro de todo el sector económico de la Isla. Esta amplia red es esencial no solo para impulsar nuestros propios objetivos de investigación, sino también para garantizar la sostenibilidad a largo plazo y el impacto de nuestra labor.
Viejo San Juan, Puerto Rico
Colaboradores académicos
El Arquitectura de la Vida no se limita a un solo campus, sino que colabora con los centros de investigación afiliados a la Universidad de Puerto Rico. Al trabajar con múltiples centros, unimos diversos conocimientos en biología, medicina, ingeniería y educación.
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Mapa de colaboradores de nuestros centros de investigación académica en Puerto Rico
Socios de la industria y el gobierno
Nos asociamos con organizaciones que fortalecen el ecosistema científico-empresarial de Puerto Rico , creando oportunidades para estudiantes e investigadores mientras abordamos desafíos económicos más amplios.
La Poza de las Mujeres: una de nuestras muchas hermosas playas puertorriqueñas en Manatí
La participación de la industria, por ejemplo, es fundamental para esta misión. Al garantizar que las innovaciones en genómica y biotecnología trasciendan el laboratorio para impulsar el emprendimiento , podemos orientar las políticas públicas puertorriqueñas e impulsar el crecimiento económico.
Finalmente, nuestro objetivo va más allá del crecimiento económico, la Arquitectura de la Vida aspira a posicionar a Puerto Rico a la vanguardia de la economía global del conocimiento, impulsando el descubrimiento, la innovación científica y un futuro más sostenible.
Colaboración E-RISE
Finalmente, es importante mencionar que La Arquitectura de la Vida no sería posible sin el Programa de Incubadoras de Investigación para la Excelencia STEM (E-RISE) de la NSF EPSCoR. El programa E-RISE RII financia y apoya el desarrollo e implementación de amplias redes sostenibles de personas, instituciones y organizaciones que transformarán la capacidad y la competitividad de la investigación en ciencia , tecnología , ingeniería y matemáticas (STEM) en una jurisdicción, dentro de un campo de investigación alineado con las prioridades científicas y tecnológicas de la jurisdicción.
