NeoFronteras

Bacterias con ADN sintético funcional

Área: Biología,Genética — domingo, 3 de diciembre de 2017

Consiguen que unas nuevas bases nitrogenadas sintéticas se mantengan de modo indefinido en un microorganismo semisintético y que además sean funcionales.

Foto

Si hace veinte años nos hubieran dicho que íbamos a crear vida sintética no lo hubiéramos creído. Pero esa es la realidad en la que estamos ya.

Pero la ciencia es un proceso que, generalmente, es lento, por lo que ha tenido que pasar un tiempo y todavía queda camino por recorrer. Desde estas páginas de NeoFronteras hemos visto los primeros pasos que se han dado en la creación de microorganismos con ADN sintético que incorpora bases nitrogenada que no existen en la Naturaleza. La idea es conseguir bacterias que sean más efectivas a la hora de producir fármacos y otras sustancias.

Las bases nitrogenadas que la vida terrestre ha usado en el ADN durante miles de millones de años han sido adenina, citosina, guanina y timina o A, C, G y T. Con ese alfabeto de cuatro letras se pueden codificar las proteínas y las enzimas que las células necesitan para funcionar y seguir vivas. Un grupo de tres de esas letras, lo que constituye un codón, codifica un aminoácido de los 20 que usa la vida terrestre y una secuencia de aminoácidos producen una proteína. Así que de las 64 posibilidades se usan de modo redundante para codificar esos 20 aminoácidos.

Desde hace unos años algunos grupos de investigación, como el del Instituto Scripps dirigido por Floyd Romesberg, están añadiendo nuevas letras a ese alfabeto de cuatro. Vimos por aquí algunos de los logros alcanzados en este campo. La idea es que si se tienen seis o más letras en lugar de cuatro, entonces se puedan codificar muchos más aminoácidos y, por tanto, proteínas que no existan en la Naturaleza. Otros, como el equipo de George Church (Harvard Medical School), usan una aproximación distinta y tratan desde hace un tiempo reducir la redundancia en la codificación con los cuatro aminoácidos naturales para así poder usar un mayor número de aminoácidos distintos.

Ahora, el equipo del Instituto Scripps ha conseguido que unas bacterias con ADN expandido con bases nitrogenadas artificiales produzcan proteínas. El logro no es sencillo, pues las bases artificiales introducidas tienen que realizar su función sin que interfiera negativamente sobre una estructura bioquímica que no ha cambiado gran cosa en 4000 millones de años.

Ya en 2014 consiguieron que las bacterias incorporaran dos nuevas bases a las cuatro naturales. Pero estas células iban progresivamente perdiendo estas bases nuevas y terminaban sólo con las tradicionales.

Este mismo año crearon otras bacterias de E. coli mejores modificadas con dos bases nuevas que conservaban hasta cierto momento, pero al final perdían la capacidad de usar estos nuevos codones.

El su ultima publicación del pasado 29 de noviembre, este equipo parece que ha conseguido bacterias modificadas sanas que sí mantienen las bases artificiales en el tiempo y, además, pueden codificar los aminoácidos PrK y pAzF, que no existen en la Naturaleza. La proteína que sintetizan con estos nuevos aminoácidos es fluorescente y emite una suave luz verde bajo las condiciones adecuadas. Esta fluorescencia permite visualizar fácilmente si la proteína se está expresando, actuando así de indicador. Las bacterias así modificadas fluorescen en verde, como se puede apreciar en la imagen de cabecera.

Para poder conseguir todo esto, los investigadores tuvieron que modificar el ARN de transferencia, que normalmente es la molécula que lee los codones y porta la información leída para que en los ribosomas se sinteticen las proteínas codificadas en esa información al unirse aminoácidos en una secuencia.

Los nuevos aminoácidos no cambian la forma, y por tanto la función, de la proteína fluorescente. Pero, una vez conseguido este logro, estos mismos investigadores ya trabajan en dar un paso más allá a partir de esta idea. En este caso se trata de la introducción de nuevas bases y, por tanto, de nuevos aminoácidos que sí cambian la función de una proteína implicada en la resistencia a los antibióticos emparentados con la penicilina. También trabajan en 12 nuevos codones funcionales que incorporen bases no naturales que sirvan para ese propósito.

La meta de este equipo, como la de otros que trabajan en el mismo área, es la síntesis de nuevos fármacos de una forma económica.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=5845

Fuentes y referencias:
Artículo original 1.
Artículo original 2.
Hacia un código genético sintético.
ADN de 12 bases.
Bacteria sintética con código genético ampliado.
Foto: William B. Kiosses

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
Compartir »

21 Comentarios

  1. lluís:

    “lo que constituye un codón”, se fue una “n”. Será una gran cosa si estos estudios desembocan en nuevos fármacos que puedan hacer frente a la “crísis de los antibióticos”.

  2. tomás:

    Si bien me alegra muchísimo la noticia, creo que el optimismo expresado en el resumen inicial y en el primer párrafo, es excesivo. Porque partimos de un organismo vivo al que logramos mantener con vida a pesar de transformarlo profundamente. Pero, a mi entender, en ningún momento ha dejado de estar vivo. Por tanto no hemos creado vida; solo la hemos modificado de forma muy importante y esperanzadora.
    Y sí “… todavía queda camino por recorrer”: un camino sin final en todas las áreas de la ciencia.

  3. Miguel Ángel:

    “Codón” es correcto, amigo Lluís: un grupo de 3 bases nitrogenadas.

  4. NeoFronteras:

    Fue corregido, había una n de más. Obviamente una errata tipográfica.

  5. lluís:

    Ya, un errata tipográfica.Por supuesto, pero es que con la n de más la palabra resultante “cantaba” un poquitín. De no haber sido así, nada hubiera señalado al respecto.Puesto que el amigo Neo, ya hace más que suficiente, invirtiendo en tiempo y esfuerzo, para divulgar la ciencia.

    El amigo Miguel Ángel, no entendió mi comentario,según veo por el suyo.Pero tal como lo escribí es fácil que no se entendiese, especialmente si se leyó el artículo tras la corrección.

    Saludos a todos.

  6. Miguel Ángel:

    Así es, amigo Lluís: ya estaba corregido cuando lo leí.
    Un fuerte abrazo y mis disulpas por la confusión.

  7. tomás:

    ¡Ni había caído hasta ahora! ¿Así que un co-dón es eso que se ponen los bacterios para evitar embarazos no deseados? ¡Mira que soy ingénuo!

  8. Miguel Ángel:

    Depende de la religión que profese el fermento. Si es mormón, no se pondrá el profiláctico ni hará uso otros medios contraceptivos, procurando conjugarse con el mayor número de bacterias hembras.
    Pero si el coco es budista, es posible que en su camino hacia el desapego abrace la castidad y alcance el nirvana procariota.
    Si se trata de un bacilo de “Junts”, puede que se lo ponga, o puede que no. No se sabe, porque lo está pensando. Con técnicas de avanzadas de microscopía, se ha podido observar recientemente que algunas de estas bacterias son capaces de migrar a Bélgica a protestar del cruel estado opresor, para después acabar metabolizando maltosa en un restaurante de Bruselas que se llama “Sabores de España”.
    Cosas veredes, amigo Tomás.

  9. tomás:

    Pues veremos la que se monta a partir de mañana, día de la votación. Creo que el ayuntamiento al que pertenezco ha debido tomarse en serio eso de la tristeza navideña, cuando ¡es obligatorio estar contento y feliz por nacer el niño Jesús! Además hay comprar mucho y comer-beber todo lo que se pueda (no estoy seguro si todo eso está en la Constitución). Para empezar, en la carretera hay una estelada sobre un mástil. Yo no sé si el super ALDI está por el resto de España, pero en su fachada dicen “obrim els diumenges” y, debajo, “open on sundays”, así que no aparezco por allí hasta que no pongan que sus siglas significan “Abrimos Los Domingos Inclusive”.
    En mi calle hay dos trocitos separados, cada uno de cosa de 1/2 m^2 donde pone a que ayuntamiento pertenece. Saltas la rayita y estás en Cambrils o en Viñols, lo que te apetezca. Es de risa. Es que mi teoría dice que hay que ser muy tonto para llegar a alcalde, aunque también muy listo en algunos menesteres.

  10. Miguel Ángel:

    Interesa potenciar el consumo navideño para paliar el final de año desastroso que están sufriendo los pequeños comerciantes catalanes.
    Los sondeos vaticinan un importante avance de Ciudadanos e Iceta. Con lo que no puedo ser tan optimista es con que haya un cambio de mentalidad. Se habla de presentar un proyecto común que pueda resultar ilusionante y sugerente para los separatistas, pero si hay algo que no se puede poner en duda es que Cataluña ha vivido su mayor esplendor durante estos últimos 40 años de democracia. Cataluña todavía está un 20 % por encima de la media de las otras regiones de Europa; tiene las mejores infraestructuras y comunicaciones; fue sede de los Juegos Olímpicos que dejaron unas instalaciones vanguardistas, además de una inmejorable publicidad que disparó el número de turistas a partir de entonces…
    Por supuesto, todo es mejorable, pero superar lo anterior no va a ser sencillo, permanezca Cataluña en España o se separe. No viene un periodo de bonanza económica, ni en España, ni Europa ni en el resto del mundo. El problema es si te crees lo que dicen esos politiquillos que ganan el doble que en otras autonomías.

    Abrazos.

  11. tomás:

    Siendo como soy tan incrédulo, jamás los creí ni creeré. Lo malo es que te ves obligado a votar. Tendría que haber otro tipo de opciones. Y es que los partidos políticos se montan su chiringuito y a vivir del cuento.
    Por cierto que ayer me hizo gracia que un coche estuviese aparcado en Cambrils y Viñols simultáneamente, porque la mayor parte estaba en Viñols, pero una rueda descansaba sobre uno de esos trocitos de los que hablo en mi 9. Ahora me pregunto: ¿como repartir la multa?; porque por multar que no quede.
    Abrazos para todos.

  12. tomás:

    Meditando la cosa, dices, mi buen amigo Miguel, que hay que potenciar el consumo, pero yo siempre actúo como considero que es mejor para el mundo y eso implica consumir cuanto menos, mejor. Así que suelo ser poco gastador.
    Un fuerte abrazo.

  13. Miguel Ángel:

    Pero no es que lo diga yo: es algo se comenta en los medios de comunicación, por eso no ha sido bien aceptada una propuesta de no-se-qué subgrupo de Podemos de no celebrar las fiestas navideñas a modo de medida de austeridad. Enseguida llovieron voces de que podría acabar de hundir a un buen número de pequeños empresarios y provocar más cierres de negocios.

    Se han cumplido bastante bien los sondeos.

    Recibo y te reenvío ese buen abrazo.

  14. tomás:

    Yo creía que esa propuesta era de los independenteros (porque siguen enteros) a pesar de todo. En el ajuntament que me corresponde sigue la estelada en la rotonda de entrada al núcleo y, al menos donde vivo, no hay lucecita alguna que celebre la Navidad.
    Tal como están las cosas van a seguir los problemas. Porque pienso que el 155 se mantendrá, que Puigdemón, si la justicia sigue su curso que, en mi opinión es lo que debiera ser, al aparecer por la frontera sería detenido. Lo malo es que, por mucho que presuman de pacíficos, son mucho más agresivos y victimistas que los, llamémosles, constituciona-listos/tontos, entre los que me encuentro -no por otra cosa sino porque pienso que cuantos más países, peor para ponernos de acuerdo al enfrentarnos contra los problemas de la Tierra-. La prueba es que proliferaban los lacitos amarillos y toda clase de señales en el suelo, mientras que los demás no mostrábamos nuestra ideología salvo algún escasísimo valiente -yo no vi ninguno- pero se dijo por algún medio que una señora había ido a votar con la bandera de España.
    En resumen, que la confrontación se creó (se dividió a los catalanes en dos de muy difícil conciliación, aunque en la calle no se note en vida normal, pero sí en todo lo que depende de la Generalitat) y que no se hubiera ido, a mi entender, ni aunque el bloque constitucional hubiese sumado más escaños.
    ¿Cual sería el discurso del Mas corrupto si, en número de votos, hubiesen sido superiores, pero no en escaños? Bueno, ya sabemos que todo político que se precie es capaz de retorcer la deformable realidad opinable hasta donde le convenga. Por mí, del “todos a la cárcel -Berlanga-” solo se libran los que no han alcanzado el poder o hayan tomado medidas muy fuertes contra sus corruptos, que no sé si alcanzan el número de dos partidos.
    Pues hasta otra. Yo también te envío un fuerte abrazo, no te quepa duda.

  15. NeoFronteras:

    Yo dejaría ya estar el asunto político, pues esta web no va sobre esos temas. Sobre todo porque no viene a cuento en el caso de bacterias con ADN sintético.
    Pueden aparecer futuros estudios de sociología, psicología, cooperación, etc que den pie, pero este no es el caso.

  16. Miguel Ángel:

    Totalmente de acuerdo, queridísimo Neo.

    Abrazos.

  17. tomás:

    También de acuerdo, porque, además superas toda razón. Aprovecho para desearte, querido y admirado Neo, unas felices fiestas.
    Un fuerte abrazo.

  18. NeoFronteras:

    Felices fiestas a todos.

  19. tomás:

    Lo mismo para ti, para todos, y un fuerte abrazo a cada uno.

  20. Miguel Ángel:

    Mis mejores deseos, muy querido Neo.

  21. JavierL:

    Felices fiestas a todos

RSS feed for comments on this post.

Lo sentimos, esta noticia está ya cerrada a comentarios.