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Costa Rica concentra el 5% de la biodiversidad del planeta, sin embargo es poca la información que hoy se tiene a partir de esta realidad; y este es sólo un botón de la muestra de América central y el Caribe. Aquí es cuando la necesidad de contar con la RedCEntroamericana de Bioinformática se hace palpable. De ella hablamos con su líder, el bioinformático y nanotecnólogo molecular y actual gerente general del Instituto Nacional de Bioinformática de España (Madrid), Allan Orozco.

¿Cuándo se formó la Red Centroamericana de Bioinformática y con qué objetivos?

En junio del 2011 con la conformación y aprobación de un documento (MoU) firmado por representantes científicos de varios países, entre ellos Guatemala, Costa Rica y Panamá. El istmo centroamericano es un área de limitados recursos económicos, por tanto, es conveniente y recomendable, empezar por una bioinformática “in silico”, actividad más barata que hacer directamente genómica experimental; la escalabilidad del proceso es, simplemente, una cuestión de tiempo. Por otra parte, los objetivos fundamentales de esta red especializada son: Desarrollar e implementar investigación en medicina molecular; Analizar y Procesar información biológica en HPC [computación de alto rendimiento] en una red cooperativa de intercambio, almacenamiento y procesamiento; Desarrollar áreas convergentes y periféricas como la nanogenómica computacional y control espacial en modelos dinámicos paralelos mediante genómica comparativa; estimular la creación de cálculo bioinformático en nube (Bioinformatics Cloud Biocomputing on NGS y máquinas virtuales.), etc.

¿Cuál era la motivación inicial?

Actualmente, se propone un modelo de organización basado en siete nodos interconectados, y un nodo central en Costa Rica. Con respecto a la motivación, considero que es importante crear una base suficientemente sostenible en biocomputación para beneficio en Centroamérica y de zonas laterales, como el Caribe.

Esta motivación inicial proviene del interés general por mejorar los análisis genómicos mediante computación biológica en el istmo centroamericano. En Costa Rica se encuentra el cluster Nelly, con 60 servidores y una capacidad de hasta 100 TB de memoria distribuida, es el más grande de Centroamérica y el Caribe dedicado exclusivamente para el procesamiento de datos biológicos en Bioinformática. El procesamiento de datos superiores está respaldado por el cluster Caléndula del Centro de Supercómputo de León en España, mismo que tiene conexión con RedIRIS que está interconectado con RedCLARA.

¿Puede explicar un poco más respecto de la figura de RedCLARA dentro de la Red Centroamericana de Bioinformática?

El cluster Nelly es uno de los motores de la Red Centroamericana de Bioinformática y está conectado a RedCLARA desde el Centro de Informática de la Universidad de Costa Rica; esto ha sido clave para apoyar todas las actividades de la informática aplicada en Costa Rica. Es importante mencionar que la instalación del cluster se ha convertido en un buen ejemplo de cooperación triangular entre empresa privada, universidad y Gobierno. Es vital considerar que la traslacionalidad tecnológica hacia el sector empresarial desde la academia es primordial en tiempos de crisis, siendo la cooperación un esfuerzo fundamentalmente válido, entre marcos operativos y dinámicas inteligentes acordadas sobre acciones estratégicas colaborativas. No podemos seguir realizando investigación académica con poca aplicación social y un perfil de bajo impacto para las distintas células productivas del país. Eso deberemos cambiarlo, en actitud, mente, respeto de altura y voluntad.

Por otra parte, RedIRIS es una red tipo “malla” de alta capacidad en España, con aproximadamente 18 nodos distribuidos en su territorio; RedCLARA interconecta América con Europa a través de un enlace en RedIRIS y que la conecta directamente con GÉANT (red de investigación y educación paneuropea con 12,000 km de fibra óptica y servicio fotónico e IP, LightPaths, etc). Actualmente, ambas redes disponen de una segunda versión en fase ejecutable. Sencillamente, RedCLARA es, sencillamente, el medio inter-conectivo de universidades y centros de investigación a nivel continental entre Europa y América.

¿Los datos que llegan a Caléndula, se envían desde Centroamérica a través de la conexión de RedCLARA a Europa o esto aún no opera así?

La operatividad y configuración puede ser relativa y ajustable a cada caso. El protocolo normal es RedCLARA – RedIRIS - GÉANT y viceversa (de acuerdo a qué ruta crítica está en tránsito operativa y nodos PoP en banda de estación). Los tiempos de transmisión se aprovechan por la interconectividad de las redes de puntos distribuidos en España y por ambas mallas continentales. El punto de entrada esta en TELVENT (modo housing) en Madrid, y, de hecho, tanto el nodo GÉANT como el de RedIRIS están en esa misma locación. El cluster Caléndula está conectado a RedIRIS y abre las puertas de conexión hacia América. Con las extensiones de RedIRIS-NOVA (creada en 2011) en fibra oscura, se pueden lograr velocidades de hasta 10Gbps por hora amplificables hasta en 100Gbps o más.

En España, Caléndula amplía las capacidades operativas del Nelly, en Centroamérica. RedIRIS es una red académica; en cambio la nuestra está orientada a la oferta de servicios Web para completar tareas específicas de proyectos bioinformáticos. Esto propiciará, por ejemplo, servicios Web en nube, para integrar varios “frameworks” funcionales e historiales genéticos re-utilizables aplicados en casos como la biodiversidad de Centroamérica, una de las más importantes del mundo. Sólo en Costa Rica tenemos el 5% de la biodiversidad del mundo. La exploración bioinformática en la biodiversidad ha sido muy pobre en Centroamérica y en el resto de América; eso deberá cambiar con las acciones y trabajo de nuestra Red Bioinformática Centroamericana.

¿Ya está estructurada la red y los nodos interconectados, o cuáles de ellos están actualmente interconectados y en qué plazos se interconectarán los otros?

Se están cumpliendo los objetivos del plan técnico, por tanto, considero que a finales de 2012 tendremos una malla interconectada entre los países centroamericanos suficientemente estable para migrar y expandir interconexiones hacia rutas adicionales en América del Norte y del Sur (a futuro me parece que RedCLARA debe revisar el conglomerado de las islas del Caribe). Costa Rica no tiene un PoP dentro de RedCLARA pero debemos aprovechar que existe un punto en uno de sus países centroamericanos: Panamá.

Sólo cuatro países de la Red Centroamericana de Bioinformática están hoy conectados a RedCLARA; ¿emplean la interconexión de ellos mediante RedCLARA para operar o aún no están operando?

Efectivamente, al momento están solamente conectados a RedCLARA Guatemala, Panamá, El Salvador y Costa Rica, siendo una vía de tránsito válida. Debemos esforzarnos para que Honduras, Belice y Nicaragua se integren a la misma iniciativa para completar la zona en forma integral y en términos de naciones.

Con relación a estos tres países, ¿puede una red con alta demanda de procesamiento de datos, como la de Centroamericana de Bioinformática, operar parcial o totalmente sobre la Internet comercial? ¿Han considerado la posibilidad de establecer puntos de conexión dedicados para sumar a esos tres países, u operarán de un modo que combine las capacidades de RedCLARA con las de la Internet comercial?

Hemos estado en conversaciones con representantes de la Red AMI para compensar esta situación quizás bajo el concepto de capacidad de transmisión alquilada. Adicionalmente, a su infraestructura eléctrica, posee un hilo de comunicaciones que va desde México hasta Panamá que podemos aprovechar para resolver los inconvenientes indicados. Debemos resolver las diferencias mediante convenio y fases negociaciables y no descartamos operar bajo un tránsito complementario comercial a pesar de conocer sus limitaciones, en capacidad y protección de datos genómicos y toda la seguridad asociada. Este tema será de gran importancia a futuro, cuando los costos de secuenciación genómica bajen de manera significativa.

Por ejemplo, debemos recordar que RedIRIS-NOVA (proyecto de más de 90 millones de euros) tiene una velocidad máxima de 100Gbps, unas 10,000 veces mayor que las conexiones domésticas de Internet (10 Gbps). Por tanto, hay un ventaja competitiva evidente en emplear estas redes en tareas de investigación, frente a las clásicas, especialmente en la distribución y transmisión de grandes volúmenes de información biológica.

Entiendo que hoy se conecta la Red de Bioinformática de Guatemala a RedCLARA, esto en el marco de la Red Centroamericana de Bioinformática. ¿Qué tareas se están desarrollando hoy gracias a esa conexión desde Guatemala?

Esto es fascinante, porque a partir del nodo central, se han realizado iniciativas de soporte sobre la constitución de redes locales en cada país, como es el caso concreto de Guatemala y Costa Rica. Talvez no es la forma óptima de partir, pero es una re-ingeniería funcional que ha gustado mucho en la región. En Guatemala presentamos recientemente, dentro de la red, a SENACYT, un proyecto denominado Fortalecimiento de la utilización de la bioinformática aplicada en la genética que contribuye a aumentar la competitividad agrícola de Guatemala. Esto permitirá construir una red bioinformática especializada con nodos conmutados con aplicación al campo agropecuario en Guatemala. Debemos esperar la resolución, pero estamos completamente optimistas al respecto, esto nos permitirá ampliar y desarrollar tareas vinculadas de forma complementaria con la Red de Bioinformática.

¿De qué modo RedCLARA significa un aporte para la Red Centroamericana de Bioinformática? ¿Qué cosas están actualmente haciendo que no podrían hacer si no estuviese la conexión a RedCLARA y qué cosas pretenden hacer en el futuro gracias a esta conexión?

El aporte de infraestructura es lo primero, y lo segundo, la complejidad de sistemas Web (p.e: caso de GISELA -comunidades virtuales en grid dentro del marco del FP7-, proyecto europeo adjunto a RedCLARA) que podríamos instalar virtualizando máquinas en cloud y sistemas bioinformáticos como el proyecto GALAXY. La seguridad y la integridad de los datos genéticos es una temática que debemos analizar con cuidado y contar con el apoyo de la bioseguridad.

Una de las formas de utilidad por su naturaleza es el desarrollo de una plataforma continental virtual para bioinformática (tomando la base de la red centroamericana de bioinformática). Esto permitirá desarrollar traslacionalidad educativa en el campo de la Bioinformática y Biología computacional, como por ejemplo en temas de mayor demanda tales como el Análisis de datos genómicos en la Nueva Generación de Secuenciación (NGS).

¿Qué tareas enfrenta hoy y para los próximos tres años la Red Centroamericana de Bioinformática?

Fundamentalmente consolidar su integración y funcionamiento en el área centroamericana y el Caribe. Posteriormente, abrir derivaciones sin congestionamiento en América del Norte y del Sur, para convertirla en la próxima Infraestructura Americana de Bioinformática.

¿Qué relevancia le asignas a RedCLARA para la región?

Es importante comenzar a integrar proyectos de valor con temáticas divididas. La trazabilidad del procesamiento de información bajo esquemas cooperativos de colaboración mutua puede proporcionar muchos dividendos en trabajo compartido.