El primer paso de vida sintética

Si me mezclo en la vida, exagero su importancia; y si me alejo de ella, exagero su insignificancia.

Jean Lucien Arréat

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Resulta curioso como esta noticia sólo ha trascendido en ciertos ámbitos y no ha llegado a la sociedad como pienso que debería haberlo hecho. Un grupo de investigadores en el Instituto J. Craig Venter en Rockville, Maryland, y San Diego, California, ha logrado crear vida a partir de la síntesis de un genoma desde cero.

En un informe publicado en la revista Science, se describe un experimento notable en el que los investigadores de este equipo han ensamblado el genoma completo de una bacteria para posteriormente colocar las instrucciones genéticas en otra bacteria. La célula arrancó, y la vida - para casi cualquier definición - se había creado.

Daniel Gibson y sus colegas en el Instituto J. Craig Venter en Rockville, Maryland, lograron sintetizar el genoma de la bacteria Mycoplasma mycoides, que consiste en alrededor de 1.1 millones de pares de bases. Después de haber montado el genoma dentro de una célula de levadura, lo trasplantaron a una célula de una especie estrechamente relacionada, Mycoplasma capricolum. Después que la célula recién hecha se había dividido, la colonia de bacterias que se formó, generó proteínas contenidas como característica única de M. mycoides.

Los científicos ya habían desarrollado muchas formas correctas de sintetizar genes, pero esta técnica proporciona una capacidad sin precedentes para hacer muchos cambios en un genoma de una vez, y añadir los segmentos de ADN que no se encuentran en la naturaleza, que pueden ser diseñados para realizar funciones útiles.

El artículo publicado es el final y más crítico paso hacia la realización de lo que comenzó como una curiosidad entre los científicos del Instituto J. Craig Venter en la década de 1990, cuando muchos de los mismos investigadores lograron por vez primera secuenciar el genoma completo de un organismo auto-replicantes, la bacteria Haemophilus influenzae. Ello dio lugar a la generación de la secuencia completa del genoma más pequeño conocido, consistente en 582.000 pares de bases, que pertenece a otra bacteria, el Mycoplasma genitalium. Esa pequeñez era intrigante y finalmente llevó a Venter a la cuestión filosófica que inspiró la investigación actual - ¿Cuál es el genoma mínimo necesario para crear vida en el laboratorio?

Para el estudio recién publicado, la respuesta resultó ser alrededor de 1 millón, y el artículo referido describe cómo se hizo. El ADN se compone de millones de moléculas conocidas como pares base, algunos de los cuales componen los genes, que cuando son leídos por las enzimas, producen las proteínas esenciales para mantener la vida. Craig Venter intentó construir su propia versión del genoma de M. genitalium, pero la especie se replica lentamente y eso podía haber causado retrasos en su estudio. En su lugar, se volvió hacia la bacteria más grande, pero significativamente más rápida, Mycoplasma mycoides, con 1 millón de pares de bases. Él alimentó el mapa del genoma de M. mycoides en una computadora, mezcló las diferentes combinaciones de los cuatro elementos básicos del ADN - las bases adenina, citosina, guanina y timina - y los reconstruyó en tres etapas. Para asegurarse de que las cuerdas de las bases se alineaban en el orden correcto, él y su equipo conectaron segmentos conocidos de ADN a los extremos de cada pieza, lo que les permitió encontrar y conectarse con sus secciones adecuadas.

Lo interesante del resultado es que aún no se puede crear vida a partir de elementos inertes (ver la entrada El toque de vida ¿existe?). Finalmente se utilizó una secuancia de ADN creada por elementos inertes y se "sembró" en una célula viva. De cualquier forma, las implicaciones de este logro son enormes. Se puede pensar en crear ciertos segmentos de ADN artíficial, diseñado para tareas específicas (como por ejemplo atacar virus y bacterias dañinas) para sembrarlos en medicamentos "vivos" con un nivel de efectividad nunca antes visto.

Pero esto aún está lejos para la medicina práctica. "Este es un avance maravilloso, pero no inmediato para abrir o habilitar nuevos estudios para la comunidad en general", dijo James Collins, de la Universidad de Boston, quien señaló que el equipo de Venter ha gastado cerca de 40 millones de dólares para crear la célula sintética. "No tenemos esa cantidad de dinero en la investigación académica."

Los costos de sintetizar tramos largos de ADN - actualmente cerca de 1 dólar por letra (GATC) - es casi seguro que decrecerá. Pero incluso si los genomas sintéticos se pueden hacer en forma mucho más barata, todavía existe la cuestión de cómo escribir una secuencia. "Tenemos un largo camino por recorrer para realmente desarrollar la comprensión suficiente para construir un genoma operativo desde cero", dice Collins.

Otra opinión interesante sobre este extraordinario suceso es la que proporciona Olivia Judson del NY Times, cuando afirma que el objetivo de la biología sintética es precisamente el "Diseño Inteligente", pero no el que se ha acuñado como una contra-hipótesis basada en pésima ciencia, para intentar substituir a la Teoría de la Evolución. Dice Judson:

...la biología sintética, un campo que fue catapultado a la noticias de la semana pasada con el anuncio de que un grupo de biólogos habían fabricado un genoma que no existe en ninguna parte de la naturaleza y la introdujo en una célula bacteriana. El sueño es que algún día seremos capaces de sentarnos y pensar en qué tipo de forma de vida que nos gustaría hacer - y luego diseñar y construirla en la misma forma como creamos un puente o un automóvil.

Con datos tomados de:

http://www.time.com/time/health/article/0,8599,1990836,00.html


http://www.nature.com/news/2010/100520/full/news.2010.253.html


http://www.newscientist.com/article/mg20627622.600-special-report-where-next-for-synthetic-life.html?full=true


http://opinionator.blogs.nytimes.com/2010/05/27/baby-steps-to-new-life-forms/

Imagen desde Science / AAAS