El organismo artificial que puede tener el secreto para entender la vida

  • 29 marzo 2016
Organismo artificial Image copyright AAAS l SCIENCE
Image caption Un organismo como este no se encuentra en la naturaleza.

Científicos están dando otro paso en su cruzada por entender la genética básica, imprescindible para la vida.

Un equipo liderado por el investigador estadounidense Craig Venter creó en laboratorio una bacteria semisintética que funciona con menos de 500 genes.

Estos son menos genes que cualquier organismo que se conozca en la naturaleza.

Para los expertos, el objetivo de su estudio es traspasar las barreras del conocimiento fundamental para crear nuevas formas de medicamentos y otras sustancias químicas.

"Nuestra visión a largo plazo es diseñar y construir organismos sintéticos a demanda al que puedes agregar funciones específicas y predecir su resultado", explicó Daniel Gibson, coautor del estudio publicado en la revista Science.

"Pensamos que estas células pueden servir de carcaza para muchas aplicaciones industriales, desde medicina a bioquímica, biocombustible, nutrición y agricultura", agregó.

Un trabajo de dos décadas

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Image caption Para la primera fase del proyecto, los expertos construyeron un ADN completo de un microbio que vive en el ganado.

La primera vez que el equipo informó sobre un organismo artificial fue en 2010.

En ese proyecto, científicos construyeron en laboratorio un "programa genético" completo de Mycoplasma mycoides, un microbio que vive en el ganado y otros rumiantes.

Este paquete artificial de ADN fue trasplantado a la célula de otra especie de Mycoplasma cuyo genoma había sido vaciado.

El organismo artificial, llamado Syn 1.0, se empezó a dividir, tal y como se suponía debía hacerlo.

En el nuevo estudio, el doctor Venter y sus colegas informaron cómo ahora había reducido al mínimo las instrucciones bioquímicas de este organismo.

Tras muchos experimentos de ensayo y error, el microbio Mycoplasma, conocido como Syn 3.0, pudo operar con tan solo 473 genes.

Esto es aproximadamente la mitad de los genes que se encuentran en un microbio silvestre y unos 50 genes menos que el Mycoplasma genitalium, el organismo independiente conocido hasta ahora por la ciencia que cuenta con el conjunto más pequeño de genes.

Como punto de comparación, organismos más complejos, como plantas y animales, tienen decenas de miles de genes.

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Image caption Los organismos complejos como plantas y animales cuentan con decenas de miles de genes.

Durante 20 años el doctor Venter y sus colegas han estado detrás de la idea de crear un microbio con la menor cantidad de genes.

Estos científicos habían estimado que el mínimo absoluto de genes que se necesita para crear vida era 300.

Pero en el proceso de creación del Syn 3.0, estos investigadores de California descubrieron que el número real es mayor.

Los componentes mínimos

Este equipo de expertos asegura poder reconocer el papel de muchos genes "cuasi-esenciales", aquellos que se necesitan para que tengan un crecimiento vigoroso pero no necesariamente para la vida.

En este trabajo de depuración también se han retenido pares de genes vitales para que el organismo no muera.

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Image caption Craig Venter y su equipo llevan más de 20 años trabajando en el proyecto.

"Si no sabes nada de aviones, y estás estudiando el funcionamiento de las partes de un Boeing 777 eliminando una a una, y quitas el motor del ala derecha, el avión todavía puede aterrizar", explica Venter.

"Así que puedes decir que ese motor no es un componente esencial, pero no descubrirás su importancia hasta que no quites el segundo motor".

"Y esto es lo que ocurre una y otra vez en la biología, donde tenemos lo que parece ser un componente no básico, hasta que eliminamos a su homólogo".

De los 473 genes necesarios de Syn 3.0, 149 son un misterio; el equipo no sabe su función hasta que no concluya los experimentos que están realizando.

Los científicos aclaran que este mínimo de genes se aplica sólo a su organismo semisintético.

El contexto lo es todo. Otros microbios pueden vivir en distintos tipos de ambiente, con distintas formas de funcionar.

Un organismo que se alimenta de la luz solar y la fotosíntesis no tendrá el mismo conjunto de genes básicos que, por ejemplo, uno que procese metano para obtener su energía química.

Punto de partida

Para el profesor Laurence Hurst, de la Universidad de Bath, en Reino Unido, estos estudios puede liderar el camino a un tipo nuevo de biología sintética, en la que los genomas son diseñados, en vez de ser simplemente modificados.

"Las posibilidades son emocionantes, pero todavía queda por ver si este es el mejor y más económico camino", le dijo Hurst a la BBC.

"Una completa red de análisis sobre el funcionamiento de un sistema tan simple sería un excelente punto de partida para predecir qué modificaciones pueden ser incorporadas con éxito", agregó.

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