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Los científicos acaban de dar un gran paso para crear vida desde cero

La biología sintética ha recorrido un largo camino en los últimos años. Solo en las últimas dos décadas, los científicos han podido pasar de sintetizar el genoma de un virus relativamente pequeño, la hepatitis C, a crear lo que los investigadores llaman «la primera célula sintética«De un organismo unicelular. Sin embargo, hasta hace poco, los investigadores no habían podido construir uno de los símbolos más icónicos de nuestra propia estructura genética: el cromosoma eucariótico. Ahora, un equipo de científicos ha anunciado que la edad del cromosoma sintético está cerca. , como un estudio publicado en Ciencias hoy revela cómo el grupo logró construir un cromosoma de levadura desde cero, un experimento que permitió al equipo producir una «levadura de diseño» completamente funcional.

Células de levadura con «propiedades inusuales».

Los cromosomas eucariotas pertenecen a los eucariotas, organismos como animales, plantas y levaduras cuyas células contienen una membrana unida a la membrana. Aunque los científicos han podido construir previamente ADN viral y ADN bacteriano, no se ha realizado la síntesis de un cromosoma eucariótico. Entonces, cuando los científicos decidieron construir un cromosoma desde cero, sabían que tenían que planificarlo cuidadosamente. «No hicimos una copia al carbón de un cromosoma existente», dice Jef Boeke, biólogo molecular de la Universidad de Nueva York y coautor del estudio, «sino una versión modificada a gran escala diseñada en una computadora usando un conjunto de principios . que predijeron haría feliz y saludable a la levadura”.

Esta cuidadosa planificación es lo que permitió a los investigadores, junto con 60 estudiantes universitarios, insertar cuidadosamente fragmentos de ADN e insertarlos en las células de levadura vivas. También es lo que les permitió realizar más de 500 cambios en la secuencia cromosómica nativa, un proceso que produjo células de levadura dotadas de lo que Boeke llamó «propiedades inusuales».

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Reordenamiento cromosómico «a la carta».

Uno de los cambios más significativos que introdujeron fue la adición de un gen llamado «Cre». Este gen es atípico porque produce una proteína, también llamada «cre», que puede mezclar la secuencia del cromosoma sintético cuando entra en contacto con el estrógeno, la hormona sexual humana. Esta técnica se llama «enfoque de mezcla» y permite a los investigadores reorganizar la estructura del cromosoma de diseño «a pedido» en células de levadura vivas, simplemente agregando diferentes concentraciones de estrógeno en el medio de crecimiento, explica Boeke. «Entonces, al igual que barajar un juego de cartas, puede eliminar o duplicar cualquier subconjunto de genes y generar un juego de cartas completamente nuevo, o una secuencia genética completamente nueva».

Los investigadores esperan usar el método de mezcla para encontrar levadura que pueda tolerar una gama más amplia de condiciones ambientales y que pueda fermentar de manera más eficiente. Si puedo hacer eso, habrá innumerables aplicaciones, porque estos microorganismos hacen mucho más que ayudarnos a hacer cerveza y pan. «Creo que en los próximos 10 años veremos todo tipo de productos biosintéticos elaborados a partir de bacterias y levaduras», dice Boeke. Este progreso hará que la producción de cosas como medicamentos antipalúdicos y compuestos similares al diesel sea mucho más rentable, dice. «Casi cualquier producto de levadura podría beneficiarse de este enfoque mixto».

«Podremos hacer mucho más cuando controlemos todos sus genes».

Pero la levadura de diseño completamente diseñada aún no está en camino. Queda mucho por hacer antes de que los investigadores puedan realmente explorar el tesoro oculto de las aplicaciones que generará esta técnica, ya que la levadura tiene más de un cromosoma. De hecho, son 16. «Es poco probable que revolucionemos una industria reorganizando un solo cromosoma», dice Boeke. Pero los científicos pueden revolucionar una serie de industrias si pueden sintetizar todo el conjunto. «En última instancia, queremos hacer esto con los 16 de nosotros», dice Boeke, lo que debería llevar a los investigadores dos o tres años más. «Este es el momento en que se volverá realmente interesante y poderoso, porque podremos hacer mucho más cuando controlemos todos sus genes».

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Boeke sabe que algunas personas pueden cuestionar la sabiduría del «control de pestañas» de esta manera, pero no se toma muy en serio estas críticas. «A menos que sobreviva exclusivamente con frutas, nueces y pescado, hay un 100 por ciento de posibilidades de disfrutar la mezcla hecha por nuestros ancestros genéticamente orientados, que han hecho crianza selectiva». Y en cualquier caso, dice, siempre que el cromosoma de diseño se mezcla demasiado, “se borra, se autodestruye y la levadura muere”, por lo que los peligros de este tipo de intervenciones son mínimos.

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