CIENCIA

Habría más antibióticos, biocombustibles baratos, vacunas y compuestos químicos

René Anaya

Aunque es una disciplina científica reciente, la biología sintética ha hecho numerosas aportaciones desde que surgió el término en la década de 1980, cuando su estudio se enfocaba principalmente a la posibilidad de modificar genéticamente microorganismos como las bacterias. Actualmente, la biología sintética se ocupa no solo a construir genes que se inserten en los códigos genéticos de organismos, sino también de fabricar genes que contribuyan a crear nuevos organismos.

Por ahora la síntesis de vida se encuentra entre los lejanos objetivos que los investigadores consideran que podrán lograr dentro de muchos años. Lo que sí acaba de suceder es la creación del primer cromosoma sintético de una levadura, organismo unicelular que tiene células muy semejantes a las de plantas y animales.

 

La fábrica “cromosoma”

En 2010, Craig Venter, uno de los científicos que consiguió descifrar el genoma humano, sintetizó el genoma completo de una bacteria, la Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0, el primer organismo autónomo creado en un laboratorio, porque anteriormente se había conseguido la síntesis de virus, los cuales no son autónomos, pues requieren introducirse a una célula para replicarse.

La hazaña científica de Venter significó un paso importante para la biología sintética; sin embargo, la síntesis del primer cromosoma se ha convertido en un hito trascendental, ya que su creación ha sido posible tras vencer numerosas dificultades, pues se trata de una estructura importante de organismos que tienen células con núcleo.

Las bacterias, como la sintetizada por Venter, son organismos unicelulares que carecen de núcleo (estructura que como la nuez tiene una membrana, donde se encuentra la información genética), por lo que se les llama procariotas (del griego pro: antes y karyon: nuez). Su material genético se encuentra en el nucleoide (parecido al núcleo).

En contraste, los hongos, como las levaduras, plantas, animales y, por supuesto, el ser humano, están constituidos por células eucariotas (del griego eu: bien o normal y karyon: nuez), es decir que tienen un núcleo celular, donde el material genético se encuentra empaquetado en estructuras complejas llamadas cromosomas, compuestas por centenares de proteínas (histonas); una estructura central llamada centrómero, que es responsable de regular el reparto exacto del material genético durante la reproducción; y los telómeros, que garantizan la estabilidad estructural de los cromosomas. De esta manera, los cromosomas son los responsables de la reproducción de los organismos eucariotas, como hongos, animales, plantas y seres humanos.

Por lo tanto, la síntesis de un cromosoma representa un trabajo más complicado que la generación de una bacteria sintética; además, los creadores del cromosoma realizaron una serie de cambios y supresiones genéticas para que la levadura adquiriera nuevas funciones.

 

Los beneficios de la síntesis

Jeff Boecke, director del Centro Médico Langone de la Universidad de Nueva York y el doctor Srinivasan Chandrasegaran, experto en biología molecular e investigador de la Escuela de Higiene y Salud Pública de la Universidad Johns Hopkins son los responsables del trabajo que consiguió la síntesis del cromosoma III de la levadura de la cerveza, Saccharomices cerevisiae.

Este microorganismo, viejo compañero del ser humano que le ha servido para elaborar pan, vino, cerveza, licores y sake, actualmente también se emplea en la fabricación de complementos nutricionales, saborizantes y vitaminas, entre otros productos. Y, desde finales de marzo de este año, se ha convertido en el primer logro del programa de investigación internacional Sc2.0, en el que participan científicos de Estados Unidos, China, Australia, Singapur y el Reino Unido, con el propósito de construir el genoma completo de la levadura, es decir lograr el primer organismo complejo sintetizado en el laboratorio.

Esa meta todavía está muy lejos de lograrse, pues faltan por sintetizar los otros 15 cromosomas de su genoma y corroborar que el procedimiento de Chandrasegaran y Boecke es correcto. Este último investigador ha informado que “hemos eliminado un gran cantidad de ADN (ácido dexosirribonucleico) que creíamos que no era esencial para la levadura. Son secuencias repetitivas que algunos científicos llaman genes saltarines o ADN móvil, que no afectan a la actividad genética ni a la viabilidad de la levadura”.

Sin embargo, investigadores de otros campos de la ingeniería molecular, como la Premio Nobel de Medicina Bárbara McClintock, descubridora de los genes saltarines o transposones, consideran que son agentes evolutivos y de variabilidad genética entre las especies, por lo que aseguran que sí juegan un papel muy importante en la transmisión del material genético.

En tanto se confirma la viabilidad genética del cromosoma sintético, este ha abierto la puerta a nuevas perspectivas de investigación, como la posibilidad de producir antibióticos, biocombustibles baratos y sustentables, vacunas y numerosos compuestos utilizados en la industria química.

reneanaya2000@gmail.com