Trascendental paso científico: crearon una célula sintética Su genoma fue ensamblado

Escrito por guerrillamedica 28-05-2010 en General. Comentarios (0)


Nunca un lugar común sonó tan apropiado para referirse a un avance científico: en un logro con reminiscencias de ciencia ficción, investigadores norteamericanos crearon lo que denominaron "bacteria sintética".

Los artífices de este experimento, que se publica en la edición de hoy de Science Express, son el célebre pionero del genoma humano y exitoso empresario, Craig Venter, y un equipo de 24 investigadores que recrearon sintéticamente el genoma de una bacteria, Mycoplasma mycoides, lo ensamblaron en una levadura y lo trasplantaron a otra bacteria, Mycoplasma capricolum, donde reemplazó al ADN nativo, tomó el control de la célula y comenzó a fabricar un nuevo conjunto de proteínas y dirigir su replicación.

"Me parece un avance tecnológico de primer orden y un cambio trascendente -opinó el biólogo molecular y hoy ministro de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva, doctor Lino Barañao-. Aunque teóricamente se sabía que era posible, marca el inicio de una nueva era."

"Si bien no contamos con precisiones, todo indica que es un logro importantísimo -coincidió el doctor Marcelo Criscuolo, director ejecutivo de Biosidus, la compañía que produjo la primera estirpe de bovinos clonados transgénicos-. Un avance tecnológico colosal."

Ya en 2007, el grupo de Venter había mostrado que era capaz de trasplantar cromosomas naturales de una especie microbiana a otra. Al año siguiente, fabricaron un cromosoma artificial que reproducía genes de Mycoplasma genitalium y también contenía "marcas de agua" que permitían distinguir el material genético natural del artificial.

Esta vez, los investigadores combinaron ambos procedimientos: "Tomamos el genoma de M. mycoides ensamblado en el laboratorio y lo transferimos a otra especie de bacteria, que difiere de aquélla en sólo un 10% desde el punto de vista genético (aproximadamente la misma diferencia que existe entre un ser humano y un ratón) -explica Craig Venter en una grabación que da a conocer la revista científica-. El ADN tomó el control de la célula, dirigió la síntesis de nuevas proteínas y guió su replicación, de modo que terminamos desarrollando la primera célula gobernada por cromosomas sintéticos fabricados a partir de cuatro botellas de sustancias químicas [adenina, timina, citosina y guanina, las "bases" cuyas cuatro iniciales constituyen el alfabeto en el que está escrito el relato del libro de la vida]. Fuimos capaces de convertir una célula en otra simplemente cambiando su «sistema operativo»".

En una teleconferencia realizada ayer desde los Estados Unidos, Venter agregó además otra frase sugerente:
 

"Esta es la primera célula del planeta de una especie que se autorreplica y cuya madre es una computadora".

Desde hace tiempo, el sueño de crear vida artificial no sólo alimenta las fantasías literarias: a partir de la decodificación del ADN, para los científicos no había nada que hiciera pensar que no fuera posible. Claro que es más fácil plantearlo que hacerlo.

"Construir un fragmento de ADN de más de un millón de pares de bases es algo nunca visto -afirma Criscuolo-. Si bien no crearon vida, es un trabajo monumental... con una tecnología conocida. Otro detalle importante es que lograron destruir el genoma original de la segunda bacteria y reemplazarlo por el de la primera."

Para Barañao, esto indica que los científicos van a poder programar en el lenguaje genético. "Hasta ahora, hicimos cut and paste, pero no sabemos escribir. Ese será el próximo paso, la biología sintética, que permitirá pensar una función, por ejemplo, una enzima que no existe, diseñarla y escribirla", imagina. Y enseguida agrega: "Las revoluciones tecnológicas motorizan cambios en forma logarítmica: se requiere la mitad del tiempo para lograr el doble del avance. Es lo que ocurre en la industria del software y va a suceder en la biología, en la medida en que podamos usar la capacidad de cálculo que tienen las supercomputadoras. Aunque es imposible pensar en la complejidad de una célula con todos sus componentes, probablemente podamos programar una supercomputadora para que haga el trabajo. Hay una sola forma de vida, un solo software, una bacteria y un ser humano son más parecidos que una Apple y una IBM..."

A largo plazo, prometen los científicos, este mismo enfoque podría utilizarse para sintetizar genomas diseñados específicamente para fabricar vacunas, producir energía o potabilizar agua, entre otros innumerables usos.

Respecto de los posibles riesgos, Barañao destaca: "Un organismo diseñado es mucho más seguro que los que aparecen por mutación. En la historia, las epidemias que causaron el mayor número de muertes se debieron a una práctica tan «inocente» como la convivencia con animales domésticos. De hecho, por eso desapareció el 80% de la población indígena local..." Por su parte, Paul Rabinow, antropólogo de la Universidad de California en Berkeley, afirmó en un comentario que publica Science que este experimento va a reconfigurar nuestra imaginación ética.

Los pros y las contras

Sin embargo, algunos, como el biólogo molecular Alberto Kornblihtt, docente de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA e investigador del Conicet, aunque coinciden en que se trata de un éxito tecnológico que merece tenerse en cuenta, consideran que Venter está sobrevalorando su trabajo.

"Se trata, sin duda, de una novedad que puede ser considerada impactante, pero no se ha producido ningún cambio conceptual en la biología ni en la filosofía -afirma-. Coincido con el doctor David Baltimore (premio Nobel, por el descubrimiento de la enzima transcriptasa reversa de los retrovirus) en que Venter exagera la relevancia de sus resultados. Como rigurosamente lo indica el título del trabajo publicado en Science, lo que se ha logrado no es una célula sintética sino una célula, a la sazón bacteriana, cuyo genoma ha sido fabricado sintéticamente. Una célula sintética sería aquella creada por la acción de mezclar en un tubo los componentes químicos [agua, sales minerales, proteínas, un genoma (ADN), ARN, azúcares, lípidos] y que éstos se ensamblaran y funcionaran del modo en que lo hacen en una célula. En su experimento, Venter trasplantó un genoma sintético, es decir, hecho en el laboratorio, a una célula preexistente y logró que el genoma trasplantado tome las riendas y determine los rasgos de la bacteria receptora. Como lo reconocen los propios autores, el citoplasma y la membrana que rodea a la célula receptora no son sintéticos. Cabe además destacar que una bacteria tiene una genoma mucho más chico y con muchos menos genes que una célula animal o vegetal."

PREGUNTAS Y RESPUESTAS

¿Qué lograron los científicos?

Sintetizaron un genoma completo, lo ensamblaron y lo hicieron "reprogramar" nuevas bacterias.

¿En qué difiere esto de las técnicas usuales de la ingeniería genética?

Los científicos ya sabían cómo producir genes sintéticos y agregar secuencias de ADN de pequeño tamaño, pero Venter y su equipo desarrollaron una tecnología que permite no sólo realizarlo en una escala nunca vista, que involucra conjuntos de genes, sino también hacer que la bacteria receptora destruya su propio genoma.

¿Qué beneficios podrían obtenerse de este nuevo avance?

En el futuro, el desarrollo de esta tecnología podría permitir diseñar células, organismos e incluso enzimas sintéticas especializadas para producir, por ejemplo, vacunas y biocombustibles, o purificar agua, entre otros.

¿Qué riesgos presenta?

A juicio de los investigadores, los beneficios potenciales opacan los riesgos. De hecho, afirman, ya hay bacterias genéticamente modificadas (por ejemplo, para producir insulina) y nunca hubo problemas. Sin embargo, algunas de las grandes epidemias ocurrieron por prácticas aparentemente inocuas, como la convivencia con animales domésticos.

Craig Venter ha vuelto a jugar a ser Dios. El científico que presentó hace ya 10 años el genoma humano en la Casa Blanca ante Bill Clinton ha dado un paso más hacia la creación de vida. Tras más de 15 años de trabajo, él y su equipo han logrado fabricar en el laboratorio el ADN completo de la bacteria 'Mycoplasma mycoides' e introducirlo en otra célula recipiente de otra especie llamada 'Mycoplasma capricolum'.

Contada de forma resumida, esta investigación publicada en la revista 'Science' puede parecer un acontecimiento científico más. Pero lo cierto es que se trata de la primera vez que un investigador crea, con todas las implicaciones que esta palabra tiene, una forma de vida sintética, cuyo material genético procede de cuatro botes de productos químicos.

Para lograrlo, los investigadores fabricaron en una máquina de su laboratorio todas y cada una de las unidades básicas del ADN de la bacteria 'Mycoplasma mycoides' y los ensamblaron como si de un Mecano se tratase. Una vez montado el complicado puzzle, vaciaron una célula de otra especie de bacteria e introdujeron el código genético sintético en la célula recipiente.
Un salto en el árbol de la vida

En poco tiempo, el nuevo 'software genético' se adueñó de la bacteria y dentro de ella no quedó ni un sólo rasgo de la antigua especie. A partir de ese momento, sólo expresaba las proteínas de la bacteria sintetizada y sus características eran las que confería el código genético fabricado en el laboratorio. En pocos segundos se había transformado en una especie diferente.

Las implicaciones científicas, éticas y filosóficas que tiene esta nueva investigación son infinitas. ¿Hemos definido bien la palabra Vida? Si pudiéramos mejorar el código genético humano, ¿Deberíamos hacerlo?

En el terreno de la Ciencia, las novedades son mucho más sencillas de asimilar. Las mismas técnicas de laboratorio pueden ser utilizadas para fabricar en el futuro combustibles limpios, productos químicos o sustancias alimenticias o para limpiar agua o acelerar el proceso de fabricación de antibióticos.
Lucha contra el cambio climático

"Esta es una potentísma herramienta para decidir qué queremos hacer en el campo de la Biología", aseguró Venter a través de una conversación por Skype ofrecida por la revista científica 'Science'. "Estamos desarrollando en estos momentos la utilización de algas capaces de capturar CO2 y de transformarlo en hidrocarburos que pueden ser procesados en las refinerías ya existentes. Eso evitaría tener que sacar más petróleo del suelo".

Desde hace años, Venter trabaja con al idea de diseñar organismos que puedan ayudar a combatir el cambio climático. "No hay ningún alga natural que conozcamos que pueda hacer esto en la escala que nosotros necesitamos, así que tendremos que usar las nuevas tecnicas de genómica sintética para desarrollar nuevas algas a partir de las que ya existen o desarrollar otras nuevas que tengan las propiedades que queremos que tengan", explicó Venter.

"Creo que lo más importante es que estamos entrando en una nueva era científica limitada sólo por nuestras imaginaciones", sentenció el investigador.