La investigación futura en la genética de la aspergilosis se realizará (y se está realizando) con enormes computadoras a medida que analizan genomas completos y generan enormes cantidades de datos a partir de la información recopilada cuando los robots de secuenciación leen genomas completos de organismos vivos complejos: Aspergilo o humano. El genoma humano contiene alrededor de 3 mil millones de letras de pares de bases que juntas forman una colección compleja de 20 a 25,000 XNUMX genes.
Cada uno de estos genes puede activarse o desactivarse en una variedad infinita de expresión génica que no solo hace que un organismo sea lo que es, sino que también regula la respuesta de un cuerpo humano a eventos externos como una infección. Es probable que los errores en cómo se expresan algunos de estos genes o cómo funcionan contribuyan a que algunos de nosotros seamos vulnerables a infecciones fúngicas como la aspergilosis, mientras que la mayoría de nosotros no lo somos.
Determinar cuál de esta gran cantidad de genes es responsable de permitir la infección por hongos es claramente una tarea enorme, pero es más complicado que eso. Si tuviéramos que secuenciar el genoma de una persona, solo obtendríamos información muy limitada sobre cuáles de sus genes son genes de susceptibilidad a infecciones fúngicas. ¿Quizás hay más de un gen involucrado? Como consecuencia, necesitamos secuenciar los genomas de muchas más personas que tienen aspergilosis para obtener una impresión más precisa de la cantidad de genes involucrados y qué genes están involucrados en permitir una infección por hongos.
También tenemos que secuenciar los genomas de las personas que no tienen aspergilosis para que tengamos algo con lo que comparar a los sujetos de prueba. Con todo, necesitaremos secuenciar docenas de individuos para llegar a conclusiones confiables. Esto toma muchos meses para lograrlo.
Poder de la computadora
Incluso con nuestro ordenadores más potentes de la Universidad de Manchester esto todavía lleva mucho tiempo. Inversión en usos de recursos informáticos genómicos de Edimburgo Potencia informática de última generación que es 5 veces más rápida que su predecesora, pero esto es solo una progresión lineal en lugar de un cambio dramático en el rendimiento que probablemente acelere radicalmente el trabajo de genómica.
Además, por muy rápidas que sean estas computadoras, la tasa de avance en la velocidad informática se verá obligada a disminuir ya que la tecnología actual pronto alcanzará sus límites fundamentales; por ejemplo, las computadoras actuales funcionan con 'bits' que representan dos estados: I y O, por lo que tenemos montones, montones de poder, pero sólo la capacidad de trabajar con 'sí' o 'no'. Esto no es suficiente para procesar la próxima masa de datos entrantes: necesitamos un cambio radical completo en la forma en que funcionan las computadoras para lograr aceleraciones fundamentales en la velocidad.
Google y los bits cuánticos
Google, además de ser una gran empresa que nos brindó servicios a usted y a mí, también es una empresa de investigación informática. Ha estado trabajando en este límite fundamental de la velocidad de la computadora durante algún tiempo y acaba de anunciar la construcción exitosa de una computadora que usa partículas cuánticas en lugar de 'bits'. Los bits cuánticos pueden funcionar con muchos más estados en comparación con los 'bits', por lo que puede imaginar cómo eso podría acelerar un poco las cosas. En lugar de 'sí' o 'no', cada partícula también puede almacenar 'tal vez', 'sí y no' y muchos más: cada uno de estos nuevos estados habría necesitado muchos bits actuales para lograr el mismo fin.
Realmente solo podemos apreciar la gran mejora en la velocidad que esto ofrece al configurar esta nueva computadora como un problema realmente difícil de resolver, uno que sabemos que le tomará mucho tiempo a una computadora que usa la tecnología actual. Google afirma que cuando configuran un problema de prueba particular en una computadora actual, le llevaría 10,000 años resolverlo; ¡supongo que en realidad no lo han probado usando una ejecución en tiempo real!
Supremacía cuántica
¿Cuánto tiempo tardó la computadora que usa bits cuánticos en resolver el mismo problema? Sería realmente asombroso si pudiera hacerlo en 100 años, increíble si pudiera hacerlo en 10 años. De hecho, Google afirma que tomó solo 200 segundos, un verdadero cambio radical en el poder de la computadora para la genómica de la aspergilosis.
Si somos capaces de utilizar ese tipo de potencia informática para el trabajo de genómica en el futuro, tendríamos resultados en fracciones de segundo, acelerando el trabajo en la genómica de la aspergilosis miles de veces, lo que haría teóricamente posible que pudiéramos hacer verificaciones genómicas completas en un abrir y cerrar de ojos. única visita a la clínica en el futuro.