Célula sintética

Julio 21, 2010 - Publicaciones

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Por Roberto Sasso

El pasado 20 de mayo, Craig Venter anunció la primera célula sintética. A partir de código digital, en una computadora, construyeron el cromosoma (usando cuatro botellas de sustancias químicas) y lo ensamblaron en levadura para transplantarlo luego a una célula bacteriana receptora (a la cual le habían eliminado el material genético), transformando dicha célula en una nueva especie bacteriana. Esta es la primera especie autorreplicante del planeta cuyo padre es una computadora. También es la primera especie que tiene su propio sitio web codificado en su código genético.

Esta noticia, sin duda una de las más importantes de la década, es el resultado de 15 años de investigación y desarrollo y sitúa el conocimiento humano cerca del inicio del entendimiento de la vida celular. Tenemos confirmación que el material genético es el “software” que maneja la máquina biológica de la vida. Al cambiar el cromosoma de una célula por un cromosoma sintético, la célula “lee” el software y arranca a comportarse de acuerdo a lo que indica el código del nuevo cromosoma.

La nueva célula sintética se reprodujo mil millones de veces antes que la congelaran, siempre en perfecta concordancia con el nuevo código genético. Como programador, siempre me he preguntado cuales serán los límites de lo que se puede programar. No creo estar más cerca de una respuesta contundente.

La ruta que siguieron los investigadores de sintetizar el cromosoma lo sugirió la enorme dificultad de modificar varios genes al mismo tiempo, el procedimiento de modificar un gen a la vez puede ser muy tedioso, caro y tardado. Sintetizando el cromosoma entero, especularon ellos hace 15 años, permitiría programar, por ejemplo una vacuna, muy rápidamente.

Antes de iniciar los primeros experimentos le solicitaron a un equipo independiente de la Universidad de Pennsylvania la realización de un estudio de los riesgos, los retos y la ética de crear nuevas especies en el laboratorio. Este estudio tomó dos años y sus resultados fueron publicados en la revista Science en 1999.

La investigación se realizó en dos frentes, con dos equipos de científicos. Un equipo dedicado a la parte química, ¿cómo producir el cromosoma sintético?, y otro equipo dedicado a la parte biológica, ¿cómo transplantar el material sintético a la célula receptora? Al inicio se creyó que el reto químico era el más difícil, por eso escogieron el genoma más pequeño conocido.

Durante el proceso cambiaron a un genoma bastante más grande que es capaz de crecer mucho más rápido y, por lo tanto, permite hacer muchos más experimentos por unidad de tiempo (la importancia de esto se hace evidente al apreciar que el 99% de sus experimentos fracasan).

En el 2007 publicaron el resultado exitoso del esfuerzo dirigido por Carole Lartigue para transplantar un cromosoma de una célula a otra. Venter considera esta publicación una de las más importantes ya que demuestra cuán dinámica es la vida celular. Después de este hito pensaron que sería relativamente sencillo hacer lo mismo con un cromosoma sintético. En 2008 reportaron la sintetización exitosa de un genoma completo de un poco más de 5.000 letras genéticas, pero no pudieron hacer que este cromosoma sintético arrancara en la célula receptora.

Finalmente, desarrollaron las herramientas para armar los cromosomas en levadura, buscar errores y transplantar el resultado. Las decepciones fueron muchas y frecuentes. Empezaron con el genoma que crece más rápido (un millón de letras genéticas) pudiendo así hacer muchos experimentos, pero dificultándose la búsqueda de errores. Hasta que el pasado 26 de marzo lograron que la célula sintética empezara a reproducirse.

Para asegurarse de que los cromosomas sintéticos no se confundan con los naturales, diseñaron un código, para marcar los cromosomas sintéticos. Así escribieron el url del sitio web del proyecto dentro del cromosoma sintético, junto con los nombres de todos los científicos involucrados.

En cuanto a las aplicaciones prácticas de esto, Venter mencionó la posibilidad de desarrollar vacunas, por ejemplo de H1N1, en menos de 24 horas, y eventualmente otras más difíciles. También mencionó que trabajan en desarrollar un alga nueva que capture CO2 de la atmósfera para producir nuevos hidrocarburos que sea insumo de las refinerías para producir gasolina y diésel. Solo un par de ideas.

Artículo publicado en el periódico La Nación

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