El pasado mes de mayo, se hizo público un avance
alcanzado por científicos del Instituto J. Craig Venter, de Estados
Unidos, en el terreno de la biología
sintética, una disciplina que consiste en la síntesis de
biomoléculas o ingeniería de sistemas biológicos con funciones
nuevas que no se encuentran en la naturaleza.
Lo que los investigadores norteamericanos consiguieron entonces fue
que un genoma sintético, creado por ellos mismos mediante síntesis
química, controlase las funciones de una célula bacteriana.
Secuencias rescatadoras
En concreto, los científicos sustituyeron el genoma de la bacteria
Mycoplasma capricolum por otro sintético con la secuencia del de la
especie Mycoplasma mycoides. Como consecuencia, la primera bacteria
comenzó a auto-replicarse como la segunda.
Ahora, otro equipo de investigadores, en este caso de la Universidad
de Princeton, en Estados Unidos, dirigidos por el profesor de
química de dicha universidad Michael
Hecht, ha dado un paso más en este terreno.
Estos investigadores han conseguido demostrar que secuencias de ADN
diseñadas en laboratorio y distintas de cualquier otra secuencia
encontrada en la naturaleza pueden "rescatar" a algunas
células, al producir proteínas que sostienen la vida de la misma
manera que las produce la naturaleza, publica la Universidad de
Princeton en un comunicado.
Según explica Hecht, estas secuencias de ADN sustitutas no fueron
aleatorias sino que se diseñaron intencionadamente para su
inserción en células que habían perdido genes necesarios para la
supervivencia celular, en entornos poco favorables.
Cuatro cepas supervivientes
Según se explica en la revista Scientificamerican,
Hecht y sus colaboradores utilizaron para su estudio 27 cepas de
una famosa bacteria que se encuentra generalmente en los intestinos
humanos: la Escherichia coli.
Estas cepas carecían de genes responsables de su supervivencia en
ciertas condiciones, incluidas las de alimentación limitada. Los
investigadores introdujeron en las células de la Escherichia coli
más de un millón de secuencias de ADN sintético, cada una de ellas
para la codificación de una proteína.
Según Hecht, era de esperar que: "si le dábamos a las células
una oportunidad de escoger uno de nuestros genes, y si ese gen les
permitía sobrevivir bajo las condiciones establecidas, entonces
esas células formarían una colonia en la que el resto de células
vecinas (que no contaban con el ADN sintético) morirían".
Efectivamente, después de varios días de incubación, cuatro cepas
experimentales individuales habían formado colonias, mientras que
las células de un grupo de control habían perecido.
Los científicos comprobaron posteriormente estos resultados, con el
fin de asegurar que las células supervivientes habían sobrevivido
gracias al gen incorporado, y que la supervivencia no era resultado
de mutaciones de adaptación en los cromosomas originales.
Para ello, purificaron el ADN de las nuevas colonias e insertaron
en él nuevas células con la misma ausencia genética original.
Nuevas herramientas para la vida
"Hicimos esto una y otra vez para asegurarnos de que el
fenotipo (expresión del genotipo en un determinado ambiente, en
este caso, "capacidad de supervivencia") era producto del
genotipo que nosotros habíamos colocado en las células",
afirma Hecht. Los resultados confirmaron que el gen sintético
incorporado fue el causante de la supervivencia de las células.
Los científicos aún no han podido establecer el proceso por el cual
las células sobrevivieron. Se cree que el mecanismo que mantuvo
viva a las células podría ser completamente diferente a los
mecanismos hasta ahora conocidos.
Hecht señala que experimentos destinados a elucidar dicho mecanismo
están en camino y que resultarán "verdaderamente
importantes". Su descubrimiento podría servir para acercarnos
más a la creación de vida artificial, constituida por sistemas
vivos generados con elementos no derivados de la naturaleza, sino
diseñados y sintetizados en laboratorio.
Otra de las cuestiones clave pendientes sobre el genoma artificial
sería la siguiente: ¿Podríamos mantener la vida con herramientas
completamente nuevas? La investigación de Hecht y sus colaboradores
se centra ahora en tratar de responder a estas cuestiones.
Los científicos han detallado los resultados de la presente
investigación en un artículo recientemente aparecido en la revista
Plos
One.
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