Estudio del Instituto J. Craig Venter

Científicos fabrican el primer genoma sintético de la historia

 Con reacciones químicas, crearon el genoma del M. genitalium

 Investigadores están a solo un paso de crear vida sintética

Un equipo de investigadores del Instituto J. Craig Venter ha logrado una primicia genética: confeccionar de forma sintética el genoma de una bacteria.

Utilizando una combinación de técnicas ya conocidas y otras novedosas, fabricaron en su laboratorio una cadena de ADN que es idéntica en tamaño, forma y orden al genoma –el libro de la vida– de la bacteria Mycoplasma genitalium , una de las más pequeñas bacterias del mundo, compuesta por una cadena de 582.970 pares de bases de ADN.

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El hito científico pone a estos investigadores a un paso de crear vida sintética y abre las puertas a una controvertida rama de la biotecnología, en la que se busca confeccionar moléculas grandes de ADN artificial –incluso genomas completos– que den origen a células u organismos capaces de producir combustibles o absorber gases contaminates, por ejemplo.

Se trata de un proyecto promovido por el genetista Craig Venter, uno de los padres de la secuenciación del genoma humano.

En una entrevista otorgada a La Nación en junio del 2007, Venter reveló su intención de crear vida sintética, pero dijo que, hasta no confeccionar un cromosoma artificial, no se podría saber si era algo posible. Ahora ya lo consiguió.

Esta investigación representa la segunda de tres etapas hacia la creación de un organismo vivo enteramente artificial.

La primera etapa se logró el año pasado con la exitosa transferencia de un genoma de una bacteria a otra bacteria, convertida en una especie diferente en el proceso.

Respecto a la etapa final, sobre la cual ya trabajan los investigadores del Instituto Venter, intentarán crear una célula artificial de bacteria, basada enteramente en el genoma sintético de la bacteria Mycoplasma genitalium que acaban de fabricar.

Venter, Daniel Gibson y Hamilton O. Smith (premio Nobel de Medicina en 1978) son los autores principales del estudio que detalla los pasos por seguir para confeccionar el genoma artificial, y que publica en su portal en Internet la revista Science www.scienceexpress.org .

Rompecabezas genético. Los científicos empezaron su misión con la secuencia del genoma de la bacteria Mycoplasma genitalium .

A partir de ella, por síntesis química, elaboraron 101 pedazos –llamados “casetes”– de ADN y los clonaron muchas veces.

A cinco de esos 101 pedazos les agregaron una “marca de agua”, un cambio en la secuencia de ADN que al final del proceso permitiera demostrar que se había conformado un genoma artificial. También eliminaron el único gen que hace a esa bacteria patógena.

Luego, iniciaron la labor de armar el rompecabezas genético, uniendo las 101 piezas de ADN sintético en el orden correcto para dar origen al genoma de la bacteria.

Empezaron la labor de forma en tubos de ensayo, aplicando técnicas ya utilizadas en esa rama, para unir pedazos de ADN hasta lograr disminuir las piezas del rompecabezas a solo ocho grandes porciones del genoma.

Luego, tuvieron que pasar a usar técnicas novedosas. Tomaron la bacteria E. coli y, con la ayuda de un vector, almacenaron dentro de la maquinaria de sus células los cromosomas artificiales (las ocho porciones de ADN sintético) del Mycoplasma genitalium .

Dentro de la maquinaria celular del E. coli lograron clonar esas porciones de ADN y unir más piezas del rompecabezas, terminando con solo cuatro partes separadas del genoma.

Por último, pasaron a un conocido hongo unicelular, la levadura ( S. cerevisae ), en cuyo interior se logró conformar el genoma sintético completo.

Una vez terminada la proeza de fabricar el genoma sintético, los científicos lo extrajeron de la célula de la levadura y lo secuenciaron, demostrando que en efecto era el genoma sintético, pues incluía las “marcas de agua” puestas por los investigadores.

Hacia el futuro. Para el genetista costarricense Gabriel Macaya, presidente de la Academia Nacional de las Ciencias, este es un trabajo que desde el “punto de vista tecnológico es gigantesco”.

El experto explicó que el trabajo se fundamenta en una técnica desarrollada en 1976 por Har Gobind Khorana (premio Nobel de Medicina en 1968), quien logró en su laboratorio sintetizar químicamente un gen: fabricó el primer gen sintético.

Ahora, con las posibilidades técnicas y el conocimiento actual sobre el genoma, el equipo de Venter logró realizar la proeza con un genoma completo.

Para Macaya, en estos momentos no hay ningún problema ético con la investigación que se está realizando, pero sí existen algunos puntos que deben resolverse conforme se avanza en este campo tecnológico.

Específicamente, Macaya se cuestiona cómo va a funcionar la selección natural si un organismo sintético llega a convivir con uno natural. El científico señaló que en el laboratorio se puede realizar experimentos que contesten esa interrogante.