Gran avance hacia la vida artificial: consiguen generar una célula con más de la mitad de su ADN sintético

Un equipo internacional de científicos logra un hito en la biología, tras lograr desarrollar una célula de levadura con más de la mitad de su genoma creado artificialmente en un laboratorio

Un equipo de científicos con sede en el Reino Unido acaba de lograr uno de los mayores logros en la historia de la biología artificial, tras lograr desarrollar por primera vez una célula de levadura (Saccharomyces cerevisiae), que es capaz de sobrevivir y multiplicarse como las naturales, pero con más de la mitad de su genoma creado en un laboratorio.

Los investigadores, que acaban de publicar sus resultados en varios artículos en las prestigiosas revistas Cell y Cell Genomics, han logrado construir en el laboratorio 7.5 cromosomas de los que consta el genoma de la levadura e insertarlos en una célula natural. El doctor Ben Blount, profesor de la Facultad de Ciencias de la Vida de la Universidad de Nottingham, y uno de los principales firmantes del proyecto, aseguró que este descubrimiento «abrirá una enorme gama de posibilidades, desde la creación de nuevas cepas microbianas para una bioproducción más ecológica, hasta ayudarnos a comprender y combatir enfermedades».

La levadura fue el organismo elegido para el proyecto porque tiene un genoma relativamente compacto, y la capacidad innata de unir ADN, lo que permite a los investigadores construir cromosomas sintéticos dentro de las células de levadura.

Los cromosomas sintéticos, conocidos como ‘cromosomas Sc2.0’, han visto la luz tras 15 años de trabajo y la participación de equipos de todo el mundo (Reino Unido, EE. UU., China, Singapur, Reino Unido, Francia y Australia), que han trabajado juntos en un consorcio (el Proyecto del Genoma Sintético de Levadura Sc2.0) para crear versiones sintéticas de todos los cromosomas de la levadura.

Los seres humanos tienen una larga historia con la levadura, explican los investigadores, la hemos domesticado para hornear pan y elaborar cerveza durante miles de años y, más recientemente, para la producción de proteínas o productos químicos o como organismo modelo de cómo funcionan nuestras propias células. Esto significa que sabemos más sobre la genética de la levadura que de cualquier otro organismo, lo que hizo de ella el candidato obvio.

«No se ha creado una célula, lo que se ha hecho es sintetizar una parte importante del genoma, lo que ya es un mérito en sí mismo, e insertarlo en células ya existentes», matiza Jordi García Ojalvo, catedrático de Biología de Sistemas en la Universidad Pompeu Fabra de Barcelona. «Es importante tener en cuenta que, hasta el momento, no hemos sido capaces de generar células desde cero. Todas las células que existen en la Tierra provienen de una primera célula primigenia que apareció hace casi cuatro mil millones de años, que se ha dividido un número enorme de veces hasta dar lugar a todas y cada una de las células de todos los organismos que existen en el planeta. Podemos crear genomas artificiales, pero aún no podemos crear vida artificial, pues la unidad de la vida, la célula, aún está aún fuera de nuestro alcance».

Históricamente, la ingeniería genética y las tecnologías de modificación genética se han centrado en modificar genes individuales o unos pocos genes, en organismos de menor o mayor complejidad. Ahora, los biólogos pueden examinar qué ocurre cuando generan cromosomas artificiales completos, que contienen cientos o miles de genes.

El genoma sintético no sólo ayudará a los científicos a comprender cómo funcionan los genomas. En lugar de ser una copia directa del genoma natural, el genoma sintético Sc2.0 ha sido diseñado con características especiales, que otorgan a las células capacidades que no se encuentran en la naturaleza. Una de ellas obliga a las células a mezclar su contenido genético, creando millones de versiones diferentes de células con nuevas características. De ahí se pueden seleccionar aquellas con propiedades mejoradas para una amplia gama de aplicaciones en la medicina, la bioenergía y la biotecnología. El proceso, explican los investigadores, «es una forma de evolución sobrealimentada».

El equipo también ha demostrado que su cromosoma puede reutilizarse para estudiar ADN circular extracromosómico (eccDNA). Se trata de círculos de ADN que flotan libremente y que se han salido del genoma, y que se cree responsables del envejecimiento, o del crecimiento maligno y resistencia a los fármacos quimioterapéuticos de muchos cánceres, incluidos los tumores cerebrales glioblastoma.