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El alfabeto de la vida gana dos letras artificiales creadas por el hombre

Una bacteria se convierte en el primer ser vivo que combina letras naturales y artificiales en su ADN. El logro aclara el camino hacia el diseño de vida artificial para mejorar la energía, la medicina o la alimentación

Por: Nuño Domínguez, Es Materia


Todo ser vivo que habita este planeta —usted mismo, la bacteria de sus intestinos que le ayuda a hacer la digestión, todas las especies conocidas y por conocer y todas las que se han extinguido durante más de 3.000 millones de años— vivimos gracias al mismo alfabeto: el ADN. Hasta hoy, no ha habido ni un ser que variase la composición básica de ese alfabeto de la vida que tiene cuatro letras: G, C, T, A, iniciales de los cuatro compuestos bioquímicos que forman el ADN. Este contiene toda la información necesaria para fabricar un ser vivo, cualquier ser vivo. Pero, ¿podría expandirse ese alfabeto, inventar nuevas letras con nuevas funciones y generar así nuevas formas de vida artificiales? La respuesta es sí, y es lo que acaba de demostrar un equipo de investigadores de EEUU. El objetivo final es crear formas de vida artificial cuyo ADN se escriba como se escribe el sistema operativo de un ordenador o un teléfono móvil. Esto podría permitir crear vida no natural, bacterias que fabriquen nuevos fármacos, que conviertan desechos en potentes combustibles, que elaboren nuevos compuestos químicos a muy bajo coste o que incluso aclaren numerosas incógnitas sobre el origen de la vida en la Tierra.

El último logro hacia ese objetivo ha sido crear el primer ser vivo con un alfabeto genético ampliado que lleva dos letras artificiales. En un estudio anterior, los científicos del Instituto de Investigación Scripps (EEUU) crearon dos nuevas bases de ADN a las que han puesto el sobrenombre de X e Y. Su composición química es similar a las cuatro existentes: guanina, citosina, timina y adenina (G, C, T, A), pero no igual. Aún así, fuera de un ser vivo, esas nuevas letras parecían poder sumarse al ADN normal. Ahora, en un nuevo estudio publicado hoy enNature, han demostrado que esas letras pueden introducirse en un organismo vivo, una bacteria, pasar desapercibidas para la maquinaria natural que combate cualquier daño en el ADN y ser asumida sin problemas por la genética del microbio.

El objetivo final es crear formas de vida artificial cuyo ADN se escriba como se escribe el sistema operativo de un ordenador o un teléfono móvil

Es la primera demostración de que el alfabeto de la vida no está cerrado y puede ampliarse con letras nuevas, reescribirse más allá de los límites de la naturaleza. Hacerlo podría traernos un nivel de dominio superior sobre la naturaleza y las enfermedades ,y avances en energía, combustibles, medicina o alimentación que ni siquiera podemos imaginar. El nuevo paso anunciado hoy es una puerta de entrada a ese futuro y se suma al primer cromosoma sintético que se incorpora sin problemas a un organismo unicelular anunciado hace tan solo unas semanas.

Todo esto consolida el avance de la biología sintética, una disciplina no exenta de polémica cuyos seguidores han sido acusados de estar jugando a ser Dios. Como explican en Nature Ross Tyler y Jarred Ellefson, expertos en biología sintética de la Universidad de Texas en Austin, hace más de 50 años el descubrimiento de la estructura del ADN por James Watson y Francis Crick destapó “el mecanismo que regula la genética”. Ahora la genética aporta “un mecanismo para aumentar la diversidad biológica” con la que construir un futuro mejor basado en esa biología.

Las dos nuevas letras artificiales se acoplan a la naturaleza sin problemas. Dentro de la bacteria hay una maquinaria natural encargada de leer el ADN y fabricar proteínas que a su vez regulan todas las funciones vitales del organismo. El estudio muestra que esa maquinaria lee las dos letras artificiales X e Y y las toma por dos letras naturales, con lo que no se activa el mecanismo de reparación genética que las destruiría al momento. Ahora, señalan los autores del estudio, el objetivo es añadir nuevas letras que no solo pasen desapercibidas sino que valgan para fabricar proteínas hechas con componentes nuevos que no se encuentran en la naturaleza.

“En cuanto se consiga cerrar ese círculo que comienza en ADN artificial y termina con proteínas sintéticas hechas de aminoácidos no usados por la naturaleza, se podrá hablar de formas vida realmente distintas a las que existen”, explica sobre el trabajo Manel Porcar, experto en biología sintética de la Universidad de Valencia.

Si el alfabeto de la vida puede expandirse, ¿por qué no lo hizo la naturaleza por sí misma?

Las implicaciones que se abren ahora son enormes. En un artículo complementario, investigadores dentro y fuera de este campo aportan en Nature su opinión sobre esta disciplina y su difícil definición. Varios hablan de “bioalquimia” y exploran las futuras aplicaciones, por ejemplo, la fabricación de adipato, un compuesto químico que se usa para sintetizar antibióticos. Otros trazan cómo deberían funcionar los nuevos programas informáticos para automatizar la fabricación de esas nuevas formas de vida. También queda claro que la expansión de este nuevo campo ya no es ajena a los gobiernos de algunos de los países más poderosos del mundo.

Reino Unido, por ejemplo, aprobó en 2013 una financiación de más de 70 millones de euros para proyectos de investigación en este campo y el país ya cuenta con una hoja de ruta para su desarrollo, como recuerda Mary Maxon, jefa de la estrategia en biociencias del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (EEUU). El Gobierno de Barack Obama, en EEUU, también ha incluido la biología sintética como uno de los sectores que podrían reactivar la economía y generar empleo en su país en los próximos años. En este sentido, Maxon señala que una de las cuestiones más urgentes es definir qué es exactamente la biología sintética. Si no, advierte, la indefinición y su posible solapamiento con la biotecnología hará que el Gobierno no aporte fondos adicionales para este campo.

Por último, se abren importantes preguntas fundamentales. Si el alfabeto de la vida puede expandirse, ¿por qué no lo hizo la naturaleza por sí misma? Los nuevos seres con un nuevo código genético ampliado, ¿tendrán ventajas sobre los naturales o por el contrario desaparecerán por no poder adaptarse?

REFERENCIA

‘A semi-synthetic organism with an expanded genetic alphabet’

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