Más cerca de la vida artificial: crean primer cromosoma sintético de levadura
Es un gran paso para la ingeniería biológica: un grupo de científicos logró crear el primer cromosoma sintético de levadura.
Ya se había conseguido diseñar con anterioridad ADN sintético para organismos más simples, como bacterias.
Pero la levadura, como una forma de vida cuyas células contienen un núcleo, está relacionada con plantas y animales y comparte 2.000 genes con nosotros.
[contextly_sidebar id=”0fa08060b302bc2e0c3c528cb175ca86″]Por eso la creación del primero de los 16 cromosomas de la levadura es un enorme avance en el novedoso y emergente campo de la ciencia conocido como biología sintética.
Los genes en el cromosoma original fueron reemplazados con versiones sintéticas y luego el cromosoma fabricado por el hombre fue integrado con éxito en una célula de levadura.
Los científicos esperaron a que la célula se reprodujera, superando así una prueba esencial de viabilidad.
La levadura es especialmente preferida en estas investigaciones por su uso establecido en industrias clave como elaboración de cerveza o de pan y por su potencial para futuras aplicaciones industriales.
Una compañía en California, Estados Unidos, ya ha usado biología sintética para crear una cepa de levadura que puede producir artemisinina, ingrediente de un fármaco contra la malaria.
Un equipo internacional se propuso lograr la síntesis del cromosoma III en levadura (los cromosomas de la levadura se designan normalmente con números romanos) y sus resultados se publican en la revista Science.
Quitar la “basura”
Según Jef Boeke, del Centro Médico Langone de la Universidad de Nueva York, este logro supone “mover la aguja en biología sintética de la teoría a la realidad”.
“Lo que es realmente fascinante es hasta qué punto hemos cambiado la secuencia y aun así conseguimos una levadura sana y feliz al final”, dijo a la BBC Boeke, quien lideró la investigación.
La creación del nuevo cromosoma, conocido como SynIII, involucró el diseño de 273.871 pares base de ADN, menos que los 316.667 pares del cromosoma original.
Los investigadores eliminaron secciones repetidas en el ADN original y también el llamado ADN basura, que no codifica ninguna proteína, y luego añadieron “etiquetas” al cromosoma.
Boeke dijo que a pesar de haberle hecho más de 50.000 cambios al código de ADN en el cromosoma, la levadura no sólo es resistente sino que además adquirió nuevas funciones.
“Le hemos enseñado algunos trucos al insertarle algunas cositas especiales dentro de su cromosoma”.
Una de las nuevas funciones es un interruptor químico que permite al investigador “revolver” el cromosoma en miles de variantes diferentes, lo que hace que la manipulación genética sea mucho más fácil.
Se espera que la habilidad de crear cepas sintéticas de levadura permita emplear estos organismos en una amplia gama de usos, incluyendo la manufactura de vacunas o formas más sostenibles de biocombustible.
Mientras la modificación genética supone transferir genes de un organismo a otro, la biología sintética va mucho más allá al diseñar y construir material genético completamente nuevo.
De acuerdo a los críticos de este campo, los científicos están “jugando a ser Dios” al diseñar nuevas formas de vida con el riesgo de consecuencias inesperadas.
La síntesis del cromosoma III es el primer paso de un proyecto internacional para sintetizar el genoma entero de la levadura en los próximos años.
Un equipo de la universidad británica Imperial College London se está encargando del cromosoma XI, uno de los grandes con 670.000 pares de base, utilizando una técnica similar: crear “trozos” de bases para insertar en el genoma de la levadura.
Nuevos trucos
Tom Ellis, quien lidera el equipo británico, describió la creación del primer cromosoma sintético de un organismo eucariótico –el tipo de vida que incluye plantas, animales y hongos– como un logro inmenso.
“La levadura es la reina de la biotecnología, y es genial usar biología sintética para agregarle nuevas funciones”.
Los científicos de Imperial College han sintetizado hasta ahora alrededor de un tercio del ADN para su cromosoma XI e insertaron entre el 5 y 10%.
Su investigación incluye desarrollar genes sintéticos para levadura que permitirían producir antibióticos y convertir desechos de agricultura en biocombustible.
Mientras los críticos argumentan que la biología sintética supone interferir en la naturaleza con efectos desconocidos, Ellis y otros señalan que los nuevos organismos son diseñados con restricciones incorporadas.
Las cepas de levadura que contienen material genético artificial sólo pueden sobrevivir en un laboratorio con el apoyo de especialistas.
Para señalar los beneficios de este trabajo, Boeke destaca la importancia de la levadura a lo largo de la historia de la humanidad y su potencial para el futuro.
“La levadura tienen una relación industrial antigua con el hombre –la elaboración de pan y la destilación de bebidas alcohólicas se remonta al Creciente Fértil (región histórica que se corresponde con parte del Levante mediterráneo, Mesopotamia y Persia) y hoy esa relación va más allá porque estamos haciendo medicinas, vacunas y biocombustible usando levadura”.
El estudio que describe el primer cromosoma artificial concluye con una visión de largo alcance, más allá de la levadura y pensando en organismos más sofisticados.
“Pronto será viable sintetizar genomas eucarióticos, incluyendo genomas de animales y plantas”, dicen los científicos en su trabajo.
Boeke explicó a la BBC que esto no es inminente, pero se está acercando.
“Aún está lejos hacer cromosomas enteros para esos organismos, pero ciertamente los mini cromosomas con decenas o cientos de genes están definitivamente en un futuro probable”, dijo el científico.
Fue apenas en 2010 cuando Craig Venter mostró el primer genoma artificial para una bacteria y asombró al mundo científico.
Esta ciencia nueva, parece, está acelerando el paso y aumentando sus ambiciones.
