El primer cromosma sintético

Craig Venter, uno de los «padres» del genoma dio hace cuatro años el primer paso firme hacia la creación de vida artificial. Lo hizo al generar en el laboratorio la primera célula sintética. Hoy la revista científica «Science», la misma que anunció el avance de Venter, muestra esta vez un paso de gigante en esta carrera científicaque quizá se convierta en la zancada definitiva: por primera vez se ha sintetizado un cromosoma eucariota, un organismo vivo complejo. O lo que es lo mismo, se ha fabricado ADN artificial de una célula compleja, similar a la que tienen las plantas y animales, incluyendo el ser humano. Se trata de un cromosoma de la levadura, un humilde hongo con el que se fabrica desde hace siglos la cerveza o el pan.

El avance no queda solo en la fabricación desde cero de este cromosoma artificial al que han llamado synIII. Los científicos han demostrado que ese cromosoma sintético funciona como uno natural, una vez insertado. No altera la vida de la levadura. Y también que se puede generar sin copiar de la Naturaleza, alterando racionalmente las células con fines prácticos. Pero en ningún caso se puede afirmar que se haya creado vida artificial. «La vida es mucho más que ADN», sintetiza la profesora de Microbiología de la Universidad Complutense, María Molina.

El genoma mínimo

«Si una levadura fuera una persona, podríamos decir que le han sustituido el antebrazo, desde el codo hasta la mano por una prótesis artificial. De esa persona no diríamos que es biónica, ¿verdad?». Manuel Porcar, coordinador del grupo de Biología Sintética del Instituto Cavanilles de la Universidad de Valencia, explica gráficamente lo que supone para la levadura la inserción del cromosoma sintético. Así deja claro que aún no se ha conseguido generar vida artificial en el laboratorio. El avance «técnicamente es muy meritorio pero aún no estamos ante la creación de vida artificial», insiste.

De la misma opinión es Molina quien valora el estudio como un paso más del trabajo de Venter. «Pero sobre todo profundiza en el genoma mínimo, en los genes que son realmente necesarios para la vida», explica Molina. Un genoma mínimo sería más manipulable y se manejaría a la medida de nuestros intereses.

Como subir el Everest

Los editores de la revista «Science» no llegan a calificar este avance de hito científico, pero sí se atreven a decir que lo conseguido por este grupo científico formado por varias universidades estadounidenses y europeas es como ascender «el monte Everest de la biología sintética».

El avance es un ejercicio experimental, una prueba de concepto de lo que podrá ser el futuro más cercano. Las posibilidades son infinitas. Abre la puerta al desarrollo de microorganismos «a la carta» que podrían ser útiles en numerosos campos. En Medicina para la creación de nuevos fármacos más eficaces, en la fabricación de biocombustibles o la restauración de zonas dañadas por graves vertidos de petróleo.

Jef Boeke director del Centro Médico Langone de la Universidad de Nueva York es quien ha capitaneado al equipo internacional con el que , asegura, ha llevado la biología sintética de la teoría a la realidad.

El cromosoma sintético se generó a imagen y semejanza del cromosoma III de la levadura (Saccharomyces cerevisiae), un organismo vivo complejo utilizado desde hace siglos para fabricar el pan. Pero también es uno de los organismos preferidos por los biólogos para estudiar el ADN. Aunque cueste creerlo las levaduras se asemejan bastante a los humanos. Más de la mitad de los genes son similares a los humanos.

La ventaja es que sus células son más accesibles que las humanas, su estudio no plantea problemas éticos y es más manejable. Este hongo tiene 6.000 genes frente a los 100.000 del ser humano, por eso fue el primer organismo vivo complejo cuyos genes fueron descifrados en su totalidad.

Hacia un genoma artificial

Los investigadores solo han sintetizado uno de los 16 cromosomas de la levadura, pero es el camino hacia la construcción de un genoma completo de la levadura. Sería el primer organismo complejo sintetizado en el tubo de ensayo. Este genoma podría servir no sólo como una herramienta de gran versatilidad para la producción de sustancias comerciales, sino que también podría ayudar a los investigadores a aprender más sobre la biología del genoma, incluyendo cómo se construyen los genomas, cómo están organizados y lo que les hace funcionar.

El genoma de la levadura comprende 12 millones de nucleótidos o letras genéticas, ensartados en un orden particular. El grupo de Jef Boeke y Narayana Annaluru se centró en el cromosoma III que comprende más de un 2,5 por ciento de estos nucleótidos. Utilizaron software para hacer pequeños cambios en él; sobre todo, para eliminar algunas de las regiones repetitivas y menos utilizadas de ADN entre los genes. Luego construyeron una versión real del cromosoma encadenando uno a uno los nucleótidos, los ladrillos químicos que construyen los genes. En el proceso, los científicos no se limitaron a copiar de la Naturaleza. Introdujeron una larga lista de cambios, eliminando e insertando pequeñas secuencias de ADN en sitios clave. El objetivo es crear cromosomas con diferentes propiedades, diferentes a la copia original para conseguir diferentes aplicaciones o propiedades.

Después de este esfuerzo propio de Hércules, los investigadores colocaron sus cromosomas artificiales en células de levadura viva y pusieron a prueba la capacidad de las células alteradas para crecer en diferentes nutrientes y en diferentes condiciones. En cada caso, la versión equipada con un cromosoma sintético funcionó como cualquier levadura. Es decir, no solo lograron construir el cromosoma, sino que demostraron que era totalmente funcional y una vez trasplantado no alteró la levadura.

Estudiantes en formación

Los frutos que ahora se publican son el resultado de un trabajo alimentado durante más de siete años en el que el investigador principal se vio obligado a recurrir a 60 estudiantes de Biología. Estos científicos en formación trabajaron día y noche para sacar adelante este trabajo en el proyecto «Construye un genoma». Gracias a ellos Boeke, que había intentado sacar adelante el trabajo con una compañía privada, pudo dar forma a su proyecto.

Como cabría esperar, el famoso Syn III solo es el primero de los 16 cromosomas de la levadura. Ahora toca sintetizar al resto. El plan ya está en marcha y forma parte de un programa internacional llamado Sc 2.0 en el que trabajan investigadores de China, Estados Unidos, Singapur, Australia y el Reino Unido.

(Fuente)