NeoFronteras

Colonias de micoplasmas transformadas de color azul. Foto: J. C. Venter Institute.

Por primera vez se consigue trasplantar un genoma completo de un microorganismo a otro, abriendo las puertas a una Biología Sintética.
Los organismos genéticamente modificados son ya habituales. Incluso se introducen unos genes de unas especies en especies diferentes que pueden estar muy alejadas entre sí. Con este método se consiguen, por ejemplo, producir fármacos y otras sustancias.
Pero ahora unos microbiólogos liderados del J. Craig Venter Institute en Rockville (Maryland) han conseguido transferir al completo un genoma entero compuesto por unos 500 genes (más o menos medio millón de bases) de un microbio a otro, con lo que han logrado convertir a la segunda especie en la primera.
La idea que tiene esta empresa es crear organismos fotosintéticos artificiales que produzcan biocombustibles (probablemente metano) de forma sencilla y económica. Si se consiguiese, al consumirse menos combustibles fósiles se contribuirían a la disminución del efecto invernadero y por tanto a que el cambio climático no se desboque. J. Craig Venter espera obtener los primeros biocombustibles producidos de esta manera en una década. Puestos a especular también se podría, en un futuro muy lejano, forzar a determinadas células a transformarse en células madre para usarlas sobre humanos.
Los investigadores ha trabajado con la bacteria Mycoplasma mycoides porque ofrece uno de los genomas más pequeños de la Naturaleza y carece de paredes celulares (siendo fácil insertar ADN en su interior). Éstos aislaron su genoma, consistente en una sola hebra circular, y lo limpiaron de toda proteína. Para esta tarea usaron unas enzimas, que partieron en trozos cualquier proteína que pudiera haber, dejaban intacto sólo el ADN. Después agregaron un gen marcador que dota de color azul a su portador una vez se expresa y otro gen que dota de resistencia a la tetraciclina (un antibiótico) a su portador.
Entonces los científicos tomaron células del microorganismo bacteriano Mycoplasma capricolum (similares a las primeras pero pertenecientes a una especie distinta, todas ellas patógenas), las añadieron a una disolución con el material genético preparado con anterioridad y los mezclaron durante un minuto. Después de tres horas de incubación los microorganismos resultantes fueron expuestos a la tretaciclina para seleccionar sólo las células con el nuevo genoma.
Después de tres días crecieron colonias de microorganismos sobre la placa Petri de color azul, señal inequívoca de que poseían el genoma manipulado.
Han podido demostrar además que estos nuevos organismos no mostraban ninguna traza del material genético original del Mycoplasma capricolum con lo que se demuestra la transmutación completa de una especie en otra.
Los investigadores no saben cómo el nuevo genoma se hace cargo en solitario del organismo receptor. Quizás este genoma tiene un sistema de restricción que destruye el genoma original del organismo receptor o la tetraciclina barre todos los individuos portadores de todo o parte del genoma original.
Esta transformación tan radical de una especie en otra distinta representa probablemente el primer paso hacia la creación de organismos hechos por el hombre, el primer paso de una Biología o Genómica Sintética. La Biología Sintética permitiría la creación de organismos artificiales sin necesidad de esperar un tiempo prolongado a que la selección (natural o artificial) opere.
Estos científicos no han creado un organismo sintético, pero han probado que se puede reprogramar una célula con un genoma diferente al original. Según dice Venter con este logro se ha demostrado que el ADN por sí solo, y sin la ayuda de ninguna proteína, es capaz de hacerse cargo del sistema celular y simplifica, por tanto, esta tarea de síntesis.
El próximo paso que estos investigadores quieren dar es sintetizar el material genético de otro micoplasma desde cero y transferirlo a otro microorganismo. Ya han ensamblado unas piezas del puzzle pero les queda trabajo por hacer. La pieza más larga de ADN sintético conseguida hasta ahora consta de 35.000 unidades, mientras que el genoma del micoplasma contiene 580.000 unidades.
Sintetizar un genoma bacteriano completo (un plásmido al completo, el equivalente al cromosoma en bacterias) y hacer que funcione correctamente es un gran desafío.
Es difícil que esta técnica funcione sobre otros tipos de organismos y todavía no se ha creado ningún tipo de genoma sintético que trasplantar. Queda mucha investigación por hacer.
Aún no se ha creado vida artificial en el laboratorio, pero Venter sueña con saber cómo fue el origen de la vida y cómo funciona la maquinaria celular para así algún día colocar los componentes químicos necesarios en un determinado lugar y que espontáneamente se junten para formar una célula.
Es de suponer que ese día llegará tarde o temprano y que nuevas consideraciones filosóficas y religiosas se planteen, como siempre ha pasado en la historia de la ciencia.

Fuentes y referencias:
Nota de prensa de J. Craig Venter Institute.
Lartigue C., et al. Science Express, publicación online.
Hacia la primera célula mínima sintética.
Genoma enano nos habla de los límites de la vida.