Diseñan desde cero un cromosoma: estamos cada vez más cerca de crear vida artificial

Un consorcio internacional de científicos ha sintetizado con éxito los 16 cromosomas nativos en Saccharomyces cerevisiae, la levadura de panadería común, y pretende combinarlos para formar una célula totalmente sintética, en lo que sería un paso clave en el viejo sueño de crear vida artificial. El equipo de investigadores ya ha combinado seis cromosomas sintéticos y medio en una célula funcional. Es la primera vez que los científicos escriben un genoma eucariota desde cero.

En un esfuerzo conjunto de investigadores de Reino Unido, Estados Unidos, China, Singapur, México, Francia y Australia, entre otros países, enmarcados en el proyecto “The Synthetic Yeast Genome” (Sc2.0), se ha logrado desarrollar por primera vez una levadura con más de la mitad de su genoma sintético. El avance es crucial para desentrañar los misterios relativos a los ingredientes fundamentales de la vida, pero además tiene una gran cantidad de aplicaciones en múltiples campos relacionados con la industria y la salud.

La levadura, un viejo amigo de la humanidad

Según una nota de prensa de la Universidad de Nottingham, en Inglaterra, es la primera ocasión en la que se logra diseñar un genoma sintético de un eucariota, o sea un organismo vivo que dispone de células con núcleo, como animales, plantas y hongos, los representantes de la vida compleja sobre la Tierra. La levadura fue el organismo elegido para el proyecto, ya que tiene un genoma relativamente compacto y la capacidad innata de unir ADN, lo que permite a los investigadores construir cromosomas sintéticos dentro de las células de levadura.

Al mismo tiempo, los seres humanos tienen una larga historia con la levadura, utilizándola en la elaboración de pan y cerveza durante miles de años y, más recientemente, para la producción química y como organismo modelo para estudiar el funcionamiento de nuestras propias células. Esto significa que sabemos más sobre la genética de la levadura que cualquier otro organismo conocido en la Tierra.

Reescribir un genoma de levadura desde cero también podría crear una cepa que sea más fuerte, funcione más rápido, sea más tolerante a las condiciones adversas y tenga un mejor rendimiento, con aplicaciones en diversos campos de la industria y los productos farmacéuticos. De acuerdo a un comunicado de Cell Press, el proceso puede además arroja luz sobre los fundamentos del genoma que aún desconocemos, como la forma en que se organizan y evolucionan los genomas.

Más cerca de crear vida artificial

Los hallazgos del proyecto, publicados en dos artículos de investigación en las revistas Cell y Cell Genomics, muestran que se ha obtenido una célula eucariota con más del 50% de ADN sintético, la cual sobrevive y se replica de forma similar a las cepas de levadura silvestre o natural. Aunque se trata de un gran avance en este camino, el logro no supone la posibilidad de crear vida artificial en este momento.

“Lo que se ha hecho es sintetizar una parte importante del genoma e insertarlo en células ya existentes. Es importante tener en cuenta que, hasta el momento, no hemos sido capaces de generar células desde cero. Todas las células que existen en la Tierra provienen de una primera célula primigenia que apareció hace casi cuatro mil millones de años, que se ha dividido un número enorme de veces hasta dar lugar a todas y cada una de las células de todos los organismos que existen en el planeta. Podemos crear genomas artificiales, pero aún no podemos crear vida artificial, pues la unidad de la vida (la célula) está aún fuera de nuestro alcance”, indicó en una publicación de Science Media Centre España el científico Jordi García Ojalvo, de la Universidad Pompeu Fabra de Barcelona, quien no participó de la investigación.

Referencias

Design, Construction, and Functional Characterization of a tRNA Neochromosome in Yeast. Daniel Schindler et al. Cell (2023). DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.10.015

Synthetic yeast chromosome XI design provides a testbed for the study of extrachromosomal circular DNA dynamics. Benjamin A. Blount et al. Cell Genomics (2023). DOI:https://doi.org/10.1016/j.xgen.2023.100418