La primera célula viva artificial

La biología rama de la ciencia de amplía extensión  y múltiples conocimientos parecía que se había desarrollado bastante dentro del mundo científico, hasta que unos aventureros de lo nuevo comenzaron a andar los primeros pasos de lo que luego se ha definido como biología sintética.

Esta rama de la ciencia abarca una amplia gama de temas, desde la vida artificial a la ingeniería de los microbios para producir combustibles o medicamentos, necesita apoyarse mucho en la química que puede desarrollar las herramientas necesarias para los procesos biosintéticos.

Se pretende diseñar microrganismos que tengan un código genético diferente al que emplean las formas de vida existentes, fundamentándose en proteínas sintéticas.

Image

Uno de los puntos de vista más controvertidos  de los científicos de biología sintética es que para entender el fenómeno de la vida, se debe poder sintetizar en el laboratorio.

Creo que no merece comentario la opinión que sobre esta horrenda herejía tienen los pensadores de la otra parte.

Image

El 20 de Mayo de 2010, se  publicó un trabajo en la revista Science de científicos del Instituto J. Craig Venter de Estados Unidos, sobre la “Creación de una célula bacteriana controlada por un genoma sintetizado químicamente”.

Por primera vez el material genético del genoma se diseñó por métodos bioinformáticos  (por ordenador) , este material genético se sintetizó químicamente  y se trasplantó en una célula  huésped , para dar origen a un organismo nuevo cuyas funciones dependen exclusivamente de las instrucciones que se le dieron.

Desde el inicio a este grupo de científicos les quedó claro que había que resolver dos problemas claves , el primero establecer como trasplantar un genoma a una célula huésped y lograr que éste sustituyera al original y así tomara el control de las funciones celulares , el segundo cómo sintetizar químicamente un genoma

Estos problemas se resolvieron en 2007-2008, publicados en dos artículos en la misma revista, “Trasplantes de genomas en bacterias, cambiando una especie en otra” y “Síntesis química completa, ensamblaje y clonación del genoma de Mycoplasma genitalium

Image

Para asegurar el éxito, decidieron imitar a la naturaleza, diseñaron un genoma parecido al del Mycoplasma mycoides, incluyendo en él ciertas diferencias genéticas a las que en un símil con el papel moneda, llamaron marcas de agua, con el propósito de que el genoma artificial fuera distinguible del nativo.

Para construir el genoma artificial se siguió la técnica de la fabricación del rompecabezas y su posterior ensamblaje.

Venter y equipo tenia bien claro que si querían trasplantar su genoma artificial ante todo tenían que neutralizar el sistema de  defensa de la célula huésped ya que sus enzimas de defensa destruyen cualquier ADN que provenga del exterior

Las bacterias no solo se defienden, sino que a la vez, desarrollan otros enzimas que modifican su propio ADN (metilasas), a fin de evitar que las enzimas de defensa confundan lo propio con lo ajeno y lo destruyan.

Por ello purificaron las enzimas de protección del ADN,  del  Mycoplasma capricolun, y  las usaron para proteger su genoma artificial.

Para lograr el trasplante, se incubó el ADN del genoma sintético, en presencia de polietilenglicol, por un mecanismo que se desconoce las células que reciben el genoma sintético eliminan el propio.

Para reconocer las células huésped que recibieron el trasplante de las que no sufrieron cambios , el  genoma sintético llevaba además de las marcas de agua , dos propiedades ausentes en el genoma de las células huésped, un gen que confiere resistencia al antibiótico tetraciclina y otro que provoca que las células se vuelvan  azules ante la presencia de un determinado reactivo

Image.

Comprobaron que en las células que ocurrió el trasplante se volvieron azules y crecieron en medio de cultivo con tetraciclina, después purificaron el genoma de las células trasplantadas, lo secuenciaron y certificaron que las marcas de agua estaban presentes.

Las células con el genoma sintético fabricaron nuevos componentes celulares con las instrucciones presentes en el nuevo genoma hasta sustituir todos los componentes de las células originales.

Finalmente se consiguió una célula cuya estructura y fisiología depende exclusivamente del genoma artificial.

El anuncio de la construcción de la primera célula artificial, causó júbilo a unos y consternación a otros, hay quien pensó que con estas bacterias novedosas  se podrían construir medicamentos y biocombustibles nuevos, entre otras cosas y hay quien pensó que se puede abrir la caja de Pandora a nuevas armas biológicas.

Que el siglo XXI es el de la biología, no cabe la menor duda, pero con la colaboración de otras disciplinas como la química, la física, la ingeniería, la matemática, la informática, todas ellas interrelacionadas y trabajando en problemas comunes.

Image

Potencialmente la biología sintética, tiene aplicaciones en fármacos inteligentes, reparaciones de tejidos celulares, biosensores capaces de reconocer un mecanismo o un proceso, en el mundo energético, en terapias genéticas, etc…

Sin ninguna duda la biomedicina será una de las más beneficiadas, pero las próximas décadas nos darán grandes sorpresas.

Estamos asistiendo a una nueva revolución científica, que nos marcará parte de nuestro futuro

Anuncios

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s