De cómo construir un cromosoma artificial

Hace unos 4.000 años, los humanos nos embriagamos por primera vez con los productos de nuestras levaduras domesticadas. Entonces fue de forma literal; usábamos la levadura Sacharomyces Cerevisiae para hacer pan, vino y cerveza. A día de hoy, estos mismos hongos se utilizan para producir vacunas, medicinas o biocombustibles. Y podríamos utilizarlas para producir una mayor variedad de productos si las pudiéramos modificar a nuestro antojo. A esto se dedica la biología sintética.

Algunos de los sabrosos resultados de la domesticación de levaduras

Seguramente  muchos de vosotros os habéis encontrado con los titulares del diseño de un cromosoma sintético de levadura. ¿Qué quiere decir esto y cómo lo han hecho?

Los investigadores decidieron sintetizar el cromosoma número 3 de la levadura por dos motivos: es el más corto de los 16 cromosomas de la levadura y se encarga de controlar la replicación y cambios genéticos, por lo que es fácil medir los efectos que se producen en las levaduras que tengan este cromosoma artificial.

El primer paso para generar este cromosoma, al que llamaron synIII, fue diseñarlo. Los investigadores utilizaron programas de ordenador para eliminar ciertas secuencias conocidas como “ADN basura”, que no codifican ninguna proteína (las moléculas esenciales para realizar las tareas dentro de las células) y “genes saltarines”, que pueden dar lugar a mutaciones graves. También añadieron ciertas señales para marcar el ADN como sintético.

La cadena de ADN

Una vez el mapa estaba diseñado, llegó el momento de construir el cromosoma. Como muchos sabéis, el ADN está compuesto por cuatro piezas fundamentales que reconocemos con cuatro letras: A, T, C, G. Estas letras se unen para formar una doble cadena, en la que cada eslabón estará formado por una pareja A-T o C-G. Más de 50 estudiantes de doctorado contribuyeron a ir uniendo bases mediante reacciones químicas hasta completar esta cadena de más de 270.000 eslabones.

Cuando el cromosoma syncIII estuvo completo se añadió a células de levadura y se observó como la mayoría de ellas se comportaban de forma idéntica a las levaduras sin modificar. El objetivo final de estas investigaciones es sintetizar el genoma completo de la levadura, aún faltan 15 cromosomas más, pero ya se está trabajando en ello.

Este es sólo el primer paso, a partir de aquí se podrían crear diferentes versiones de levaduras con propiedades distintas. Por ejemplo, se podrían diseñar levaduras para producir medicinas que son difíciles de producir de otro modo, vacunas contra diferentes enfermedades… o incluso se podrían modificar las levaduras para producir biocombustibles de una forma más eficaz a la que se utiliza hasta ahora y lograr independizarnos de los combustibles fósiles. Además de estas aplicaciones prácticas, esta tecnología podría ser de gran ayuda para futuras investigaciones para entender cómo funcionan e interaccionan nuestros genes.

Según Boeke, el principal responsable de este proyecto, estas tecnologías también darán un empujón a la terapia génica, cuyo objetivo es el tratamiento de enfermedades genéticas cambiando genes defectuosos por otros que realicen bien su función.

Hasta ahora, los científicos habían logrado diseñar cromosomas artificiales de bacteria o virus, pero esta es la primera vez que construyen un cromosoma de un organismo eucariota. Las plantas, los hongos y los animales estamos todos compuestos por células eucariotas, es decir, células con un núcleo que contiene nuestro ADN dividido en diferentes cromosomas. Las bacterias, por el contrario, carecen de núcleo y todo su ADN está en una sola cadena.

Sacharomyces Cerevisiae bajo el microscopio

El enorme potencial de la biología sintética es sólo comparable a las alarmas que dispara: desde las más prácticas a las profundamente místicas. Hay quienes están preocupados por la amenaza ambiental que pueden suponer estos organismos artificiales si se escapan de los laboratorios. Para hacerlos más seguros se ha propuesto diseñarlos para que necesariamente mueran al salir de los laboratorios. Esto podría hacerse, por ejemplo, haciendo a estos organismos dependientes de algún nutriente que no se encuentre en la naturaleza.

La acusación de “estar jugando a ser dios” es otra de las más oídas cuando se tratan estos temas. Acusación que, bajo mi punto de vista, solo tiene sentido cuando parte de una boca religiosa. Craig Venter fue el científico responsable de generar el primer organismo artificial (en este caso una bacteria) capaz de nacer, crecer, reproducirse y morir por sí mismo. Sin con esto nos referimos a “vida”, podemos decir que se ha demostrado que dios es innecesario para la creación de nueva vida. Pero, ¿no es esto una consecuencia más de la biología moderna y hasta cierto punto, el resultado inevitable de millones de años de evolución?

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