Un equipo científico dirigido por Jef Boeke, director del NYU Langone Medical Center y que ha contado con la colaboración de científicos de EE UU y Europa, crea el primer cromosoma eucariótico fabricado en el laboratorio. Se trata de un cromosoma de levadura, el hongo que se usa para hacer cerveza, pan o biocombustible. Pero el hallazgo cobra importancia porque este cromosoma es el de una célula como las de las plantas y los animales. Es decir, abre la puerta a la creación de vida artificial.
¿Cuál es el hallazgo?
La investigación, publicada en la revista Science, es un fragmento de vida hallado tras siete años de investigación, que permitirá producir medicamentos, materias primas para la alimentación y biocombustibles. Es un paso de gigante, quizás la zancada definitiva, en la carrera científica en búsqueda de la vida artificial.
¿Por qué la levadura?
El cromosoma sintético se generó a imagen y semejanza del cromosoma III de la levadura (Saccharomyces cerevisiae), un organismo vivo complejo utilizado desde hace siglos para fabricar el pan. Pero también es uno de los organismos preferidos por los biólogos para estudiar el ADN. Aunque cueste creerlo las levaduras se asemejan bastante a los humanos. Más de la mitad de los genes son similares a los humanos.
Antecedentes
Craig Venter, uno de los "padres" del genoma, dio hace cuatro años el primer paso firme hacia la creación de vida artificial. Lo hizo al generar en el laboratorio la primera célula sintética. Desde que en 2010 Venter -empresario científico- anunciara que había logrado crear una bacteria artificial, las técnicas de síntesis de ADN han mejorado rápidamente. Con estos conocimientos, los científicos eran capaces de armar sencillos genomas procariotas, por ejemplo, en bacterias; pero armar un genoma eucariota -más complejo y con el ADN dentro del núcleo-, como el de la levadura que se ha logrado ahora, parecía hasta hoy una hazaña.
Ingeniería genética
Desde los años 80 se trabaja en esta rama de la Ingeniería genética, el éxito de estos científicos reside en el logro de "un sistema estable": han fabricado "un Lego" donde se pueden quitar o poner piezas a conveniencia, según el catedrático de Bioquímica de la Universidad Complutense de Madrid, José Luis Bautista, y el jefe de la Unidad de Genómica del Instituto de Salud Carlos III, Ángel Zaballos.
Avances
El avance es un ejercicio experimental. Las posibilidades son infinitas. Abre la puerta al desarrollo de microorganismos "a la carta" que podrían ser útiles en numerosos campos, según destaca el catedrático de Genética de la Universidad de Vigo Armando Caballero. Para mejorar la potencia de algunas sustancias, en Medicina para la creación de nuevos fármacos más eficaces, en la fabricación de biocombustibles o la restauración de zonas dañadas por graves vertidos de petróleo. El "avance técnico" de este descubrimiento es que permitirá en el futuro corregir desde deficiencias genéticas a producir nuevas variedades de antibióticos o modificar proteínas que acaben con el problema de los celíacos, añade Bernardo Schvartzman, profesor del Centro de Investigaciones Biológicas del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). La catedrática de Genómica gallega Laura Sánchez Piñón también destacó posibles avances en la hormona del crecimiento. Simplificará el trabajo y "resultará muy fácil introducir nuevos elementos o bien eliminarlos".
Aplicaciones
El interés más inmediato será la Biotecnología, "se podrán producir, por ejemplo, organismos que degraden compuestos más rápidamente que la Naturaleza (vertidos de hidrocarburos, productos de minería...), moléculas de síntesis compleja usadas en terapéutica o nuevas variedades de antibióticos que acaben con el problema de la resistencia a los microorganismos".
Futuro inmediato
Este cromosoma nuevo, uno de los muchos que tiene la levadura, abre la puerta a saltar desde la levadura a una especie más compleja, concluye el profesor Bernardo Schvartzman del CSIC.
En la Genómica
Tal genoma podría servir, no solo como una herramienta altamente versátil para producir sustancias comerciales, sino también para aprender más sobre la biología del genoma; por ejemplo, cómo se construyen los genomas, cómo están organizados y qué los hace funcionar, como ha señalado el director de la Fundación Pública Gallega de Medicina Genómica, Ángel Carracedo.
Peligros potenciales
Precisamente en ese "Lego" que han fabricado y donde se pueden quitar o poner piezas a conveniencia, se pueden incluir elementos para un mal uso, como el "bioterrorismo". Por eso, muchos expertos urgen una regulación sobre el tema.
Diseño por ordenador
El genoma de la levadura de cerveza eucariota comprende 12 millones de nucleótidos, o letras genéticas, hilvanadas en un orden particular. Los investigadores se centraron en el cromosoma III de la levadura, que comprende más del 2,5% de estos nucleótidos. Usaron un software que les permitió hacer pequeños cambios en dicho cromosoma, con el que movieron algunas de las regiones repetitivas y menos utilizadas de ADN entre los genes. Los científicos construyeron una versión actual del cromosoma hilvanando nucleótidos individuales -bloques de construcción químicos de los genes- y pusieron pequeños marcadores denominados loxPsym al lado de los genes que creyeron no esenciales -por lo que podían cambiarlos o borrarlos- y ver si la levadura sobrevivía. Pusieron estos cromosomas artificiales en células vivas de levadura y comprobaron la habilidad de las células alteradas para crecer en diversos nutrientes y en condiciones distintas. La versión equipada con un cromosoma sintético funcionó de manera indistinguible de la levadura nativa.
Valoración del autor
"Hemos demostrado que las células de levadura que llevan este cromosoma sintético se comportan de manera casi idéntica a las células de levaduras naturales. Tan solo que estas poseen nuevas funciones", asegura Jef Boeke.
"Como subir el Everest"
Los editores de la revista Science no llegan a calificar este avance de hito científico, pero sí se atreven a decir que lo conseguido por este grupo científico formado por varias universidades estadounidenses y europeas es como ascender "el monte Everest de la biología sintética".
