Con ciencia de mujer

Margaret O. Dayhoff: pionera de la Biología Computacional

Ana M. Rojas
‘Con ciencia de mujer’: investigadores de la UPO nos hablan de sus científicas de referencia


 

Margaret O. Dayhoff
Foto: Ruth Dayhoff

Dayhoff tenía que ser varón. Desconozco el motivo exacto de este razonamiento mío (y del noventa por ciento de mis colegas de entonces), pero lo cierto es que la primera imagen que me venía a la cabeza era la de un hombre ensimismado delante de un ordenador vintage, que podría bien ser de los setenta. Hacía años que llevaba usando las matrices de sustitución de Dayhoff cuando buscaba secuencias de proteínas en las bases de datos on line, y francamente, en mi juventud, nunca me planteé que Dayhoff pudiese ser una mujer.

Ahora, con veinte años de experiencia en ciencia a mis espaldas, creo que quizá esta percepción venía de lejos, ya que desde que comencé mi carrera científica, las contribuciones de las mujeres en el avance y desarrollo de la ciencia habían sido simplemente ignoradas en los planes curriculares y, por supuesto, era difícil encontrar mención alguna en los libros de texto, en las charlas académicas, o en las clases (véanse los casos de Cecilia Payne, Rosalind Franklin, Lisa Meitner, etc.). Tristemente cierto, lo que no se nombra no se conoce.  Por ello mismo la ausencia de menciones a mujeres que de alguna manera contribuyeron al avance de nuestra sociedad, refuerza probablemente esos sesgos intrínsecos que tenemos los humanos sobre los estereotipos tan fuertes que perduran respecto a la capacidad de las mujeres como aportadoras del avance científico y tecnológico.

Ciertamente en el área de la ciencia a la que me dedico, la Biología Computacional, el ambiente era (y sigue siéndolo, aunque en menor medida) claramente andrógino. Sigo percibiendo esa sensación incómoda y siempre presente desde finales de los 90 (cuando me inicié en esta área), que me hacia preguntarme constantemente ‘pero, ¿dónde están las mujeres?’. Entonces, el argumento tristemente aceptado era  la carencia de mujeres en las Ciencias de la Computación, cantera de la Biología Computacional. Y desde esa perspectiva distorsionada en su concepción, tenía cierto sentido, allí claramente el déficit era abrumador. El campo no se nutría desde la Biología y, aunque la tendencia ha ido cambiando, sigue siendo insuficiente. Aquel razonamiento sigue incomodándome profundamente.

La Biología Computacional surgió como la ‘matematización’ de la Biología, y trata la misma desde un punto de vista cuantitativo. Es un área científica que actualmente aborda problemas biológicos muy diversos desde un punto de vista teórico con un fuerte componente de análisis de los datos moleculares (por ejemplo, cómo se relacionan las diferentes especies, por qué se producen las mutaciones en nuestro ADN, cómo se relacionan las proteínas entre ellas, cómo afecta un fármaco a una proteína, etc.). Esta disciplina surgió como consecuencia del avance de los métodos experimentales que permitieron la secuenciación de las moléculas ligado al famoso ‘dogma de la Biología’ estipulado por F. Crick en 1957 y que cambió radicalmente nuestro marco de entendimiento. Las limitaciones experimentales de entonces únicamente permitían centrarse en uno o pocos genes (o proteínas), lo que no permitía pensar en términos estadísticos porque la Biología seguía siendo cualitativa en lugar de cuantitativa. Y en este contexto histórico, en los años sesenta, es cuando las contribuciones de Margaret Dayhoff fueron vitales para el desarrollo de la Biología Computacional y Bioinformática tal y como las conocemos hoy en día, donde comparamos rutinariamente miles de genes/proteínas/mutaciones en miles de especies o individuos.

Pero ¿quién fue Margaret O Dayhoff (1925-1983)? Estadounidense de nacimiento, se graduó en matemáticas, se doctoró en Química Cuántica por la Universidad de Columbia, y continuó sus investigaciones postdoctorales primero en el Instituto Rockefeller (1948-1951) y, más tarde, en la Universidad de Maryland (1952), donde tuvo acceso a una de las computadoras mas avanzadas de su tiempo. En 1960 aceptó el cargo de directora asociada de la prestigiosa National Biomedical Research Foundation (NBFR), cargo que ostentaría durante 21 años, además de realizar labor docente como profesora en la Universidad de Georgetown.

Dayhoff fue la primera persona en usar ordenadores con el propósito de coleccionar, almacenar y crear programas informáticos para comparar las secuencias de proteínas. Sus programas consiguieron acelerar el proceso de reconstrucción de secuencias a partir de péptidos en minutos, tareas que llevaban meses.  Pero quizá, su mayor contribución fue la creación del Atlas de Proteínas (Atlas of Protein Sequence and Structure). Por aquel entonces, la determinación experimental de proteínas estaba restringida a muy pocos laboratorios experimentales, que las publicaban en artículos científicos. Margaret las recopiló todas en un Atlas que iría actualizándose con nuevas entradas, hasta que toda la información se digitalizó.

El Atlas fue enviado a un selecto grupo de científicos siendo recibido positivamente por la mayoría. Sin embargo, también recibió críticas que cuestionaban la validez científica del recurso y los métodos asociados, refiriéndose al equipo de Dayhoff como simple ‘recolectores’. Este aspecto nos traslada a un contexto histórico muy determinado que ilustraba perfectamente la situación de las mujeres en el marco de desarrollo científico y tecnológico. El equipo de trabajo que desarrolló el Atlas estaba casi exclusivamente constituido por mujeres (ocho), con la excepción de Richard Eck. En este sentido, la creación del Atlas encaja en el marco donde únicamente se contrataba mujeres para realizar tareas repetitivas y poco valoradas tales como ‘cálculo y programación’, situación análoga al equipo de mujeres de la NASA, las ‘computadoras humanas’ (para más información, consúltese el enlace https://crgis.ndc.nasa.gov/historic/Human_Computers#cite_note-0).

Consideraciones históricas aparte, Dayhoff y Eck desarrollaron métodos con el objeto de abordar el origen y la relaciones evolutivas de proteínas usando todas las secuencias que habían recopilado, estableciendo el primer análisis comparativo de secuencias. En 1966 desarrollaron la primera aplicación para inferir relaciones evolutivas a partir de alineamientos múltiples. Se crearon las famosas matrices de sustitución de aminoácidos que reflejan las relaciones evolutivas entre las secuencias analizando la frecuencia de cambio de aminoácidos en las posiciones de los alineamientos.  Uno de sus intereses científicos era  deducir las relaciones entre los distintos reinos de los seres vivos a partir de sus secuencias. En particular, presentó evidencia molecular de que las mitocondrias y cloroplastos fueron primigeniamente organismos autónomos, que mas tarde invadirían las células estableciendo una relación simbiótica. Este trabajo fue crucial para que la comunidad internacional comenzara a aceptar la teoría Endosimbiótica de Lyn Margulis, propuesta en los sesenta, y que había sido ampliamente rechazada por la comunidad científica por poco ortodoxa. Pese a su enorme contribución, Margaret fue obviada por la comunidad de científicos que producían las secuencias de proteínas.

Dayhoff no sólo realizó contribuciones en el campo de la evolución molecular, también en el ámbito de la astrofísica, donde colaboró con Carl Sagan y Ellis Lippincott desarrollando modelos químicos en atmósferas planetarias, creando los programas informáticos que calculaban estos modelos y que continuarían los trabajos de S. Miller y colaboradores sobre el origen de los aminoácidos.

Hoy en día, con bases de datos inspiradas en su modelo, que recolectan millones de secuencias de organismos,  seguimos usando sus matrices de sustitución y derivaciones posteriores, que aún funcionan para búsquedas de secuencias. Según palabras textuales de David Lipman, director del National Center for Biotechnology Information desde 1989 hasta 2017, ella fue “la madre y el padre de la Bioinformática”. Y yo no podría estar más de acuerdo.

 

Ana M. Rojas es científica titular del CISIC. Bióloga computacional y bioinformática.
Centro Andaluz de Biología del Desarrollo. Campus Universidad  Pablo de Olavide

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