Paso decisivo de la ciencia hacia la vida artificial

Un equipo de científicos ha logrado crear en un laboratorio un cromosoma artificial de una célula compleja como la que está presente en organismos vivos como plantas y animales. O lo que es lo mismo, un pedacito de vida artificial.

Un equipo de científicos ha logrado crear en un laboratorio un cromosoma artificial de una célula compleja como la que está presente en organismos vivos como plantas y animales. O lo que es lo mismo, un pedacito de vida artificial. Los investigadores han construido un cromosoma modificado de levadura, el último paso en la búsqueda de hacer primer genoma sintético de la levadura del mundo, un avance que podría dar lugar a nuevas cepas del organismo para ayudar a producir productos químicos industriales, medicamentos y los biocombustibles.

En los últimos cinco años, los científicos han construido los cromosomas bacterianos y el ADN viral, pero este es el primer caso de un cromosoma eucariota entero, la estructura filiforme que transporta los genes en el núcleo de todas las células animales y vegetales, construido a partir de cero. Los investigadores dicen que el esfuerzo global de su equipo también marca uno de los avances más significativos en genética de la levadura desde 1996, año en que los científicos trazaron todo el código de ADN de levadura.

En lugar de copiar a la naturaleza, el equipo hizo una amplia gama de retoques en su cromosoma, entre los que figuran la eliminación de genes no deseados. A continuación, incorporaron el cromosoma creado y le dotaron de nuevas capacidades que no se encuentran de forma natural en la levadura.

"Es el cromosoma más modificado jamás construido", dijo Jef Boeke del Centro Médico Langone de la Universidad de Nueva York, director del proyecto. Este avance científico, publicado en la revista "Science", indica que es el primer caso en el que se logra un cromosoma sintético en una eucariota, un organismo cuyas células contienen un núcleo, al igual que las células humanas.

El logro, que llega después de siete aos de trabajo, implicó el diseño por ordenador de uno de los 16 cromosomas de la levadura de cerveza, conocido científicamente como Saccharomyces cerevisiae.

versión sintética, que los científicos llaman synIII, es una versión reducida del cromosoma III de origen natural de la levadura, que tiene 316.667 pares de bases. El equipo recogió este cromosoma, el más pequeño y el que controla la forma en la que las células de levadura se reproducen y se modifican genéticamente. "La versión sintética se comporta de manera casi idéntica a las células de levaduras salvajes, sólo que ahora tienen nuevas capacidades y pueden hacer cosas que la levadura salvaje no se puede", añadió Boeke. Este hallazgo se podría utilizar para mejorar la capacidad de la levadura para sovrevivir en entornos hostiles, como en lugares con altas concentraciones de alcohol.

Boeke, procedente de la Universidad Johns Hopkins, se unió a la Universidad de Nueva York el pasado mes de enero para dirigir el recién creado Instituto de Genética. En opinión de Jim Collins, de la Universidad de Boston, "este desarrollo abre nuevas vías de investigación sobre la evolución del genoma y destaca la capacidad cada vez mayor de modificar el ADN en el laboratorio".

La biología sintética comenzó a ser conocida después de que el empresario Craig Venter informara en 2010 de que había construido el primer genoma sintético de una bacteria de productos químicos. Ese trabajo tuvo mucha repercusión y generó preocupación entre los que los científicos, que afirmaban que estaba jugando con la naturaleza. En este sentido, Boeke declaró que él no juega a ser Dios y que se dedica a la ingeniería genética en un sentido amplio.

Modificación del cromosoma

Para llegar hasta el cromosoma artificial de levadura, Boeke y su equipo realizaron más de 500 cambios, eliminaron cerca de 50.000 pares de bases de ADN innecesarios para la reproducción del cromosoma y su crecimiento. También desecharon el "ADN basur"-partes del código genético que no generan proteínas - y tramos de ADN que saltan al azar por todo el genoma y que pueden causar mutaciones.

Lo que más entusiasma a Boeke es la posibilidad de borrar de forma selectiva o reorganizar las partes del cromosoma. Para que esto sucediera, los científicos agregaron en tramos de ADN conocidas como loxP , una secuencia de gen que funciona como un interruptor genético que puede ser activado por una proteína. "Lo que realmente emocionante es, además de que la levadura es saludable, también la hemos dotado de una propiedad casi mágica de poder reorganizar su estructura y generar millones de variantes", dijo Boeke. La capacidad para producir nuevas cepas de levadura sintética podría resultar muy útil para hacer que los medicamentos para la malaria, o ciertas vacunas, incluyendo la de la hepatitis B. Además, la levadura sintética también podría ser utilizada para hacer biocombustibles más eficientes, como alcohol, butanol y biodiésel.

Laboratorios de Estados Unidos, Gran Bretaña, China e India trabajan con el objetivo de lograr en 2017 la fabricación de versiones sintéticas de los 16 cromosomas de la levadura y Boeke piensa que uno o dos más se podrían producir este año.