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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Ministerio de Ciencia e Innovación

Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología

Universidad de Castilla - La Mancha

El nacimiento de la vida de diseño

Organismos de diseño - Quilo de Ciencia podcast

En mayo de 2010 nos sobresaltaba la noticia, aparecida en las primeras páginas y titulares de medios de comunicación, de la creación, por primera vez en la historia de la humanidad, de vida artificial. Por lo visto en la prensa, y por lo oído en emisoras de radio, el avance tecnológico, que no descubrimiento científico, nos cogía a todos por sorpresa, como si hubiera sucedido de repente, tras una investigación secreta, por fin revelada a la humanidad.

Sin embargo, nada más lejos de la realidad. El grupo del Dr. Craig Venter, director del trabajo, que ha publicado en la revista Science, lleva trabajando en este proyecto nada menos que quince años, desde la secuenciación de los primeros genomas de microorganismos como los que emplea en sus trabajos.

El primer avance significativo conseguido por estos investigadores, dirigido al objetivo de crear vida artificial, fue publicado hace tres años. El avance consistió en la hazaña de transformar una especie de bacteria en otra mediante el método, nada menos, de trasplantarle a una el genoma de la otra. Para lograrlo, los investigadores eligieron dos especies de bacterias con pequeños genomas, contenidos en una única molécula de ADN: Mycoplasma mycoides (a la que llamaremos Myco) y Mycoplasma capricolum (a la que llamaremos Capri). Los investigadores trataron a Myco con sustancias químicas para destruir o eliminar todo lo que no fuera su ADN. Dejaron así solo el genoma “desnudo” de esta bacteria, lo que comprobaron por diversos métodos. Tras estar seguros de que el ADN de esta bacteria estaba desprovisto de cualquier otro componente bacteriano, lo añadieron a un tubo de cultivo donde solo crecía la bacteria Capri.

Tras cuatro días en crecimiento, los investigadores comprobaron por diversos métodos que algunas bacterias Capri ¡se habían convertido en Myco! Esto solo podía suceder si las bacterias Capri habían incorporado la única molécula de ADN del genoma de Myco, y eliminado la suya propia, lo que en efecto, había sucedido.

Síntesis de un genoma

Esta técnica abría ahora la puerta a la posibilidad de incorporar en una bacteria preexistente un genoma completamente artificial, no extraído de otra bacteria, sino sintetizado en el laboratorio. Para logarlo, era necesario primero, claro está, fabricar dicho genoma, lo que los investigadores lograron hace dos años con el genoma de la bacteria Mycoplasma genitalium. Para ello, sintetizaron químicamente 101 fragmentos de ADN de dicho genoma que luego fueron capaces de unir en orden para conseguir el genoma completo, formado por más de medio millón de letras del ADN.

Sin embargo, los investigadores, una vez habían comprobado que sintetizar un genoma bacteriano era posible, no se conformaron con uno tan pequeño como el de medio millón de letras mencionado, sino que decidieron comprobar si era posible sintetizar uno mayor. Para ello, abordaron la tarea de sintetizar a partir de las cuatro moléculas básicas de ADN, representadas como sabemos por las letras A, T, C y G, la molécula de ADN completa de su vieja conocida bacteria Myco, que cuenta con 1,1 millones de dichas moléculas unidas en un orden preciso, tal y como las letras de un libro deben estar para formar una obra determinada, y no otra.
Una vez sintetizado el genoma y ensamblado en orden sus fragmentos, para lo que primero debieron incorporarlo a una célula de levadura, lo extrajeron de ésta célula y utilizaron la misma técnica de transferencia genómica con la bacteria Capri, es decir, dejarla crecer en presencia de este genoma sintético. En efecto, de nuevo y como era de esperar, algunas bacterias Capri se convirtieron en Myco.

Ingeniería vital

¿Es esto vida artificial? Y bien, estrictamente hablando, no. Los investigadores no han conseguido crear una célula viva a partir del ensamblado de todos sus componentes moleculares. No obstante, es notorio que sí han conseguido sintetizar químicamente un genoma entero, lo cual no es hazaña menor, y hacerlo, además, funcionar y reproducirse en una célula. Desde el punto de vista filosófico este trabajo demuestra sin ninguna duda que, al menos el genoma no necesita de una fuerza vital misteriosa e inmaterial para su funcionamiento, y que si esta fuerza existe (lo cual yo no creo en absoluto) se encontrará en otros componentes moleculares diferentes del genoma.

Pero dejando la filosofía aparte, las implicaciones son mayores desde el punto de vista tecnológico. Esta nueva técnica permite ahora sintetizar genomas enteros, o partes de los mismos, e introducirlos en microorganismos que van a ver así cambiadas sus propiedades vitales de manera radical. Con el uso de ordenadores potentes y del conocimiento molecular acumulado, comienzan a hacerse posibles organismos de diseño, fabricados con el propósito de realizar funciones no existentes en la Naturaleza.

Como toda nueva tecnología, desde las más sencillas a la que la humanidad tuvo acceso (como lanzar piedras con hondas, que pudo usarse para cazar y alimentar a la familia o para matar a otro ser humano), ésta puede usarse para el bien (por ejemplo para generar organismos capaces de fabricar hidrocarburos a partir de CO2 atmosférico, o fijar nitrógeno en el suelo para evitar el uso de fertilizantes químicos), o para el mal (generación de armas biológicas). Dependerá de nosotros, los seres humanos, el empleo que le demos. En todo caso, no debemos asustarnos de las nuevas tecnologías propiamente dichas, sino informarnos lo mejor posible sobre ellas y participar democráticamente en la regulación de su empleo para bien de la humanidad.

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