Vida semisintética

La biología sintética intenta crear sistemas vivos desde cero que no existen en la naturaleza y a estos sistemas darles un uso práctico. Aunque esta rama científica solo lleva diez años en funcionamiento ya tiene grandes logros: bacterias que sintetizan cierta proteína, bacterias que funcionan como biosensores y ahora la creación de bacterias con ADN semisintético.

Los seres vivos conocidos utilizan como base para su material genético cuatro elementos (Adenina, Guanina, Citosina y Timina) agrupadas en dos pares de bases AT y GC. La secuencia y combinación de estas determina su signficado, es decir las proteínas y los genes. Este lenguaje de cuatro letras es el que lleva usando la naturaleza en los seres vivos desde hace al menos 3.500 millones de años.

En el instituto de Investigación Scripps de California, se ha reescrito el genoma de la bacteria Escheria Coli creando dos nuevos pares de bases denominadas: d5SICSTP y dNaMPT que se aparean entre ellas. Estas dos nuevas bases no naturales portan nucleobases hidrofóbicas que pudieron ser incorporadas al genóma de la bacteria, sin que esta mostrase ningún signo de intolerancia, aceptando ese material genético artificial sin que la maquinaria de la reparación del ADN lo encontrase como atípico. Por ello, esta es la primera bacteria semisintética del mundo.

La investigación se inició en 2009 creando unos 300 nucleótidos antes de alcanzar los que ellos creían que podrían ser replicados en una célula.

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Bacteria E. Coli semisintética -ABC

Los investigadores han tenido que conseguir que las nuevas bases en su forma simple puedan ser conseguidas de su entorno por la bacteria para lo que han situado en la membrana un transportador extraído de un alga.

El hecho de que se haya podido incorporar estas bases, no significa que se haya conseguido aún que se generen nuevas proteínas. Para ello sería necesario que se pudieran transcribir las nuevas bases en cadenas de ARN para generar los aminoácidos, y esto aún no ha sido comprobado que lo hagan estas bacterias sintéticas.

La creación de esta nueva bacteria semisintética demuestra que hay otras formas de guardar la información genética aparte de las ya existentes.

Estas dos nuevas letras del alfabeto genético se emparejan entre si junto a las ya existentes creando una nueva hélice de ADN con tres pares de bases en vez de las dos bases usuales. Al añadir estas dos letras se triplica la capacidad genética de guardar información del ADN de la bacteria. El hecho de tener un alfabeto expandido significa que se tendrá un alfabeto de proteínas también expandido, aunque la naturaleza en su evolución no parece haber optado por esta vía. En teoría la cantidad de aminoacidos que puede fabricar la bacteria pasa de 20 a 172.

Difrencias entre la combinación de códigos -Nature

Diferencias entre la combinación de códigos
-El País

Las utilidades que ofrece este avance son innumerables ya que se podrían diseñar códigos genéticos enteros específicos para la creación de nuevos medicamentos mas potentes y eficaces, la producción de nuevos biocombustibles, recuperación de entornos degradados por vertidos, etc.

Aunque ahora solo se ha ampliado el “alfabeto” genético, estos avances abren la posibilidad de que en un futuro se pueda diseñar completamente un organismo con todos su genomas sintéticos, aunque el principal investigador opina que el hecho de crear un ser con genoma artificial “Nunca va a ocurrir”, aunque si se cree que en dos años se podría conseguir que se generasen proteínas con las bases sintéticas.

Floyd E. Romesberg -DailyTech

Floyd E. Romesberg
-DailyTech

También en el articulo original publicado en Nature se encuentra una entrevista a uno de los investigadores Floyd E. Romesberg en la cual explica como su equipo creo este organismo semisintético con estos pares de bases artificiales.

Este nuevo avance que permitirá en un futuro crear nuevos genes y proteínas con componentes nunca vistos en la naturaleza plantea la posibilidad de que se puedan patentar seres vivos que tienen esas letras hasta ahora inexistentes.

 

Opinión:

La creación de esta nueva base genética es un gran avance en la biología sintética y puede resultar de gran ayuda si se estudia a fondo. En un futuro creo que este avance podría ayudar a personas con problemas genéticos y con otras enfermedades ya que al modificar el ADN se podría modificar el gen maligno para que no se manifestase.

La generación de nuevos elementos biológicos sintéticos abre la posibilidad de su patente en Estados Unidos con lo que los potenciales beneficios estarían sujetos al control de las empresas que obtuviesen las patentes.

Fuentes periodísticas

Huffington Post, incluye video entrevista

El Mundo

El País

ABC

Dailymail

Washington Post

Fuente original

Nature

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Esta entrada foi publicada en Bioloxía celular, Biotecnoloxía, Xenética, Curso 2013-2014, Saúde, Uncategorized. Ligazón permanente.

One Response to Vida semisintética

  1. Moi Ben!
    O tema que escolles podería ser fundamental en investigación biolóxica a medio prazo. No seguinte parágrafo é no que especificas a que punto chegaron: “El hecho de que se haya podido incorporar estas bases, no significa que se haya conseguido aún que se generen nuevas proteínas. Para ello sería necesario que se pudieran transcribir las nuevas bases en cadenas de ARN para generar los aminoácidos, y esto aún no ha sido comprobado que lo hagan estas bacterias sintéticas”. Realmente ainda quedaron algo máis atrás.

    Localizas o artigo orixinal pero non o utilizas para nada. Por exemplo, podes ler no Abstract a que punto chegaron na súa investigación (separo con números diferentes ideas):
    (1) Here we show that an exogenously expressed algal nucleotide triphosphate transporter efficiently imports the triphosphates of both d5SICS and dNaM (d5SICSTP and dNaMTP) into Escherichia coli,
    (2) and that the endogenous replication machinery uses them to accurately replicate a plasmid containing d5SICS–dNaM (…)
    (3) Lastly, we find that the UBP is not efficiently excised by DNA repair pathways

    >>> Podes sacar de aquí información máis precisa da que vén na maioría dos artigos de divulgación que citas? <<<

    Pista 1: Ten algo que ver coa práctica que fixestedes de biotecnoloxía.
    Pista 2: No parágrafo final de El Mundo sinalan que outros autores "destacan las posibilidades futuras de esta técnica en un artículo que acompaña a la investigación". Isto é o que leron a maior parte dos xormalistas. Este artículo de opinión aparecía no mesmo número de Nature (aquí hai un enlace ao pdf) e nel figuraba este esquema.

    Entender isto axuadaría a matizar mellor o teu parágrafo de opinión.

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