Los científicos crean el primer organismo vivo del mundo con ADN completamente rediseñado.

Los científicos han creado el primer organismo vivo del mundo que tiene un código de ADN completamente sintético y radicalmente alterado.

El microbio hecho en el laboratorio, una cepa de bacteria que normalmente se encuentra en el suelo y en el intestino humano, es similar a sus primos naturales, pero sobrevive con un conjunto más pequeño de instrucciones genéticas.

La existencia del insecto prueba que la vida puede existir con un código genético restringido y allana el camino para que los organismos cuya maquinaria biológica se comprometa a fabricar medicamentos y materiales útiles, o para agregar nuevas características, como la resistencia a los virus.

En un esfuerzo de dos años, los investigadores del laboratorio de biología molecular de la Universidad de Cambridge leyeron y rediseñaron el ADN de la bacteria Escherichia coli ( E coli ), antes de crear células con una versión sintética del genoma alterado.

El genoma artificial contiene 4m pares de bases, las unidades del código genético enunciadas por las letras G, A, T y C. Impresas en su totalidad en hojas A4, tienen 970 páginas, lo que hace que el genoma sea el más grande que los científicos. jamás construido.

«No estaba completamente claro si era posible hacer un genoma tan grande y si era posible cambiarlo tanto», dijo Jason Chin, experto en biología sintética que dirigió el proyecto.

El ADN enrollado dentro de una célula contiene las instrucciones que necesita para funcionar. Cuando la célula necesita más proteínas para crecer, por ejemplo, lee el ADN que codifica la proteína correcta. Las letras de ADN se leen en tríos llamados codones, como TCG y TCA.

Casi toda la vida, desde las medusas hasta los humanos, utiliza 64 codones. Pero muchos de ellos hacen el mismo trabajo. En total, 61 codones producen 20 aminoácidos naturales, que se pueden unir como cuentas en una cuerda para construir cualquier proteína en la naturaleza. Hay tres codones más que son señales de paro de efecto: le dicen a la célula cuando la proteína está lista, como la parada completa que marca el final de esta oración.

El equipo de Cambridge se propuso rediseñar el genoma de E. colieliminando algunos de sus codones superfluos. Trabajando en una computadora, los científicos revisaron el ADN del insecto. Cada vez que se encontraban con TCG, un codón que produce un aminoácido llamado serina, lo reescriben como AGC, que hace el mismo trabajo. Reemplazaron dos codones más de manera similar.

Más de 18,000 ediciones más tarde, los científicos habían eliminado cada ocurrencia de los tres codones del genoma del insecto. El código genético rediseñado fue luego sintetizado químicamente y, pieza por pieza, se agregó a E coli, donde reemplazó el genoma natural del organismo. El resultado, publicado en Nature, es un microbio con un código de ADN completamente sintético y radicalmente alterado. Conocido como Syn61, el error es un poco más largo de lo normal y crece más lentamente, pero aun así sobrevive.

«Es bastante sorprendente», dijo Chin. Cuando se creó el error, poco antes de Navidad, el equipo de investigación se tomó una foto en el laboratorio con una placa de los microbios como la figura central en una recreación de la natividad.

Tales formas de vida de diseñador podrían ser útiles, cree Chin. Debido a que su ADN es diferente, los virus invasores lucharán para propagarse dentro de ellos, lo que los hará resistentes al virus. Eso podría traer beneficios. E coli está ya utilizado por la industria biofarmacéutica para hacer insulina para la diabetes y otros compuestos médicos para el cáncer, la esclerosis múltiple, ataques cardíacos y enfermedad de los ojos, pero la totalidad de series de producción puede ser echado a perder cuando los cultivos bacterianos son contaminados con virus u otros microbios. Pero eso no es todo: en un trabajo futuro, el código genético liberado podría ser reutilizado para hacer que las células produzcan enzimas, proteínas y medicamentos de diseño.

En 2010, los científicos estadounidenses anunciaron la creación del primer organismo del mundo con un genoma sintético. El error, Mycoplasma mycoides, tiene un genoma más pequeño que el de E. coli (alrededor de 1 m de pares de bases) y no se rediseñó radicalmente. Al comentar sobre el último trabajo, Clyde Hutchison, del grupo de investigación de EE. UU., Dijo: «Esta escala de reemplazo del genoma es más grande que cualquier reemplazo completo del genoma informado hasta ahora».

«Han llevado el campo de la genómica sintética a un nuevo nivel, no solo construyendo con éxito el genoma sintético más grande hasta la fecha, sino también realizando los cambios más codificados en un genoma hasta el momento», dijo Tom Ellis, un investigador de biología sintética en Imperial. Universidad de londres.

Pero los registros pueden no durar mucho. Ellis y otros están construyendo un genoma sintético para la levadura de panadería, mientras que los científicos de Harvard están haciendo genomas bacterianos con más cambios de codificación. El hecho de que la E coli rediseñada no crezca tan bien como las cepas naturales no es sorprendente, agregó Ellis. «Si hay algo sorprendente, crece después de tantos cambios», dijo.

Referencia: Revista Nature Science. 

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