Genoma sintético y célula artificial

¡Hola!Somos Macarena y Gema de nuevo =). Hoy vamos a hablaros de la vida sintética.

Al final del pasado 2010, la revista Science publicó un top ten de los hallazgos del año, y aunque la máquina cuántica se llevaba la medalla de oro, la creación de vida artificial no se quedaba muy atrás.  Craig Venter consiguió fabricar molécula a molécula el ADN de la bacteria M. mycoides e introducirlo en otra célula de otra especie M. capricolum, consiguiendo que el ADN fabricado se apoderase del envoltorio celular  y se comportase como una bacteria M. mycoides.

¿Qué son el genoma sintético y la célula artificial?

El genoma sintético es un genoma artificial creado a partir de sustancias no vivientes. Pertenece a la disciplina de la biología sintética.

Una célula artificial es la mínima célula de partes artificiales. Hasta hace poco, generalmente se había creado simplemente un paquete que podía realizar muchas de las funciones que las células desempeñan. Algunos científicos han encontrado una manera de crear células artificiales que pueden trasladarse a una parte determinada del cuerpo y liberar un medicamento cuando se le indique.

Thomas Chang creó la primera célula artificial en la Universidad McGuill. Con una pared o membrana celular hecha de depolymersomes un tipo de vesículas y con la hemoglobina situada en el centro. A finales de la década de los sesenta Thomas Chang descubrió que las células artificiales podían llevar enzimas que podían corregir ciertos trastornos metabólicos.

Craig Venter

John Craig Venter es el padre del genoma sintético. Este biólogo y hombre de negocios, nació el 14 de octubre de 1946 en Salt Lake City, UTA, Estados Unidos.

Licenciado en Biología y doctorado en Farmacología por la Universidad de California, en el Nacional Institute of Health aprendió a identificar parte de los ARN mensajeros que hay en una célula y lo utilizó para identificar genes del cerebro.

Fundó la Celera Genomics (empresa que secuencia y ensambla genoma humano rompiendo el ADN en fragmentos, los clonandolos y buscando solapamientos mediante sistemas bioinformáticos), y se hizo famoso al arrancar su Proyecto Genoma Humano en 1999, donde se generó la secuencia del genoma humano a partir de 5 individuos. Esta empresa lo despidió en 2002.

A partir de ahí comenzó sus logros en solitario. Destaca la secuenciación completa del ADN de un organismo vivo: la bacteria Haemophilus Influenzae

Desde 2004 busca genes nuevos a partir de muestras de ADN de bacterias y microbios para encontrar la clave de una fuente de energía infinita, de mejores fármacos y de limpiar la contaminación.

En 2007, Venter afirmó haber conseguido crear un cromosoma artificial de tan solo cuatro botes de elementos químicos, primer paso para lo que después sería la creación de la primera forma de vida artificial de la Tierra.

Entrevista a Craig Venter: http://www.ted.com/talks/craig_venter_is_on_the_verge_of_creating_synthetic_life.html

Instituto J.Craig Venter y la historia del genoma artificial

Este instituto de investigación genómica fue fundado por Craig Venter en 2006. Sus actuales instalaciones están en Rockville(Maryland) y la Jolla ( California), donde trabajan 400 personas incluyendo al premio Nobel Hamilton Smith.

Las investigaciones que lleva a cabo pasan por los ámbitos de la medicina genómica, el análisis genómico ambiental, la energía limpia y la biología sintética, además de ética, legislación y economía.

El 20 de mayo de 2010, la revista Science publicó que Venter y su equipo habían creado una célula bacteriana con el genoma sintético o artificial. Habían conseguido trasplantar la versión sintética del genoma de una especie a otra y conseguir que esa se autorreplicase con la información del ADN trasplantado.

En principio fabricaron el genoma de la bacteria ‘Mycoplasma mycoides’ basándose en una copia del de la bacteria original. Tras fabricar ese nuevo genoma, vaciaron la otra bacteria, la M. capricolum y le implantaron el genoma artificial. A partir de ese momento la bacteria huésped, sólo expresaba las proteínas de la bacteria sintetizada y sus características eran las que confería el genoma sintético fabricado en el laboratorio, por lo que se convertía en una especie diferente. Venter ha patentado la primera forma de vida creada por el ser humano, a la que posiblemente se le llamará Mycoplasma laboratorium. La bacteria transformada es apodada Synthia.

Este estudio ya fue conocido en 2007 cuando se publicó que el mismo equipo había trasplantado ADN natural de una M. mycoides a una M. capricolum y la última se había comportado como una M. mycoides. En octubre del mismo año también dieron a conocer que habían sintetizado un único cromosoma de la M genitalium solo usando sustancias químicas.

Aplicaciones energéticas y medioambientales

De momento los científicos han tomado como modelo el genoma de Mycoplasma mycoides, pero en el futuro les gustaría diseñar otros más originales y crear bacterias capaces de realizar tareas específicas para ayudar a resolver problemas como los energéticos, con la producción de combustible, o los medioambientales, mediante microorganismos que limpien ambientes contaminados.

Los investigadores también confían en que el método desarrollado ayude a comprender mejor los mecanismos básicos que dirigen toda la vida.

Implicaciones éticas

Los autores en una entrevista de la revista Science hacen referencia a las implicaciones éticas: “Las discusiones éticas relativas a la síntesis de vida las tenemos desde las primera etapas del estudio. Según se vayan extendiendo las aplicaciones de la genómica sintética, anticipamos que este trabajo continuará planteando asuntos filosóficos con implicaciones sociales y éticas”.

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.

“Cualquier nueva área de la ciencia o la tecnología se puede emplear con fines positivos (en el caso de la genómica sintética: nuevos biocombustibles, nuevas vacunas y medicamentos, agua potable…) o pueden ser utilizados de una manera negativa”.

El problema nace de que no se ha creado completamente la célula, es como ponerle una prótesis genética a una célula ya preexistente. Lo que se cuestiona ahora es si será factible englobarlo en una membrana, generada artificialmente que recree el ambiente citoplasmático y permita su replicación y expresión.

Cuando por el momento no hay objeciones éticas, en ese punto ya si las habría, porque la célula sería completamente artificial.

“Desde el primer día del programa de investigación para crear la célula sintética, hace ya casi 15 años, hemos trabajado duro para establecer un diálogo con especialistas en bioética, los gobiernos de EE UU y de otros países, miembros del Congreso, educadores, estudiantes y los medios de comunicación. Esta área de la ciencia se ha analizado en detalle y creemos que tiene un gran potencial para el bien de la sociedad si se usa con prudencia”. Porque: ¿cómo reaccionarán los organismos sintéticos si se liberan al medio junto con los naturales?

Actividades:

-¿Qué crees que podría llegar a hacerse con las células artificiales?

-¿Qué piensas tú acerca de las cuestiones éticas que presenta este tema?

-¿Considerarías vida artificial la de estas células?

Bibliografía:

http://axxon.com.ar/noticias/2010/12/la-maquina-cuantica-y-la-vida-sintetica-hallazgos-del-ano-segun-la-revista-science/
http://www.madrimasd.org/informacionIdi/analisis/analisis/analisis.asp?id=44371
http://www.emol.com/noticias/todas/detalle/detallenoticias.asp?idnoticia=417636
http://es.wikipedia.org/wiki/Craig_Venter
http://www.jcvi.org/
http://www.abc.es/20100520/ciencia-tecnologia-biologia-genetica/craig-venter-vida-celula-201005201904.html
http://www.elpais.com/todo-sobre/persona/Craig/Venter/4460/
http://clavesiete.blogspot.com/2010/05/una-celula-viva-con-un-genoma.html
http://wvw.nacion.com/ln_ee/2008/enero/25/aldea1397515.html

~ por gema2ba en 7 febrero 2011.

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