Logran diseñar una bacteria con un genoma reducido
Rediseñar una vida con nuevas potencialidades modificando su código genético podría ser la trama de una película de ciencia ficción. Ahora, un equipo de la Universidad de Harvard ha logrado ‘hackear’ el ADN de la bacteria Escherichia coli reduciendo de 64 a 57 el número de codones. Un organismo recodificado podría tener funcionalidades jamás vistas en la naturaleza y ahorrar gastos en la industria farmacéutica, dicen los autores.
Imagen de una bacteria Escherichia coli. / Chris Bickel / Science (2016)
El ADN de los organismos vivos se compone por nucleótidos –adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T)– y cada grupo de tres forman lo que se denomina un codón, ‘palabras’ de tres letras que codifican aminoácidos. Las distintas combinaciones de los cuatro nucleótidos dan lugar a 64 codones, más que suficientes para codificar los 20 aminoácidos existentes en la naturaleza. Esto significa que un mismo aminoácido puede ser codificado por diferentes codones. Por ejemplo, tanto el codón CCC como el CCG codifican la prolina.
Los científicos han aprovechado la redundancia del código para reducir de 64 a 57 los codones del genoma de la 'Escherichia coli'
Ahora, un equipo de investigadores internacional, liderado por la Universidad de Harvard (EE UU), ha aprovechado la redundancia del código para reducir de 64 a 57 la cantidad de codones del genoma de la Escherichia coli y lograr nuevas potencialidades. Los resultados del trabajo se han publicado en el último número de la revista Science.
“Reducir siete codones parecía un buen equilibrio entre el número de cambios que parecían técnicamente posibles y el número con el que podría sobrevivir una célula”, explica Matthieu Landon, uno de los autores del estudio y estudiante de postdoctorado en la universidad estadounidense.
Para ello, reemplazaron sistemáticamente cada una de las 62.214 instancias o localizaciones de estos siete codones con otros alternativos. Por ejemplo, los investigadores eliminaron en cada gen los codones CCC y lo sustituyeron por el CCG sin afectar a la codificación de la prolina.
Hasta ahora, los autores solo han probado el 63% de los genes recodificados que, en su mayoría, se expresaron con normalidad. Y aunque no lograron una E. coli de 57 codones en pleno funcionamiento, sus resultados proporcionan importantes datos acerca del próximo paso en este campo de la reescritura del genoma: la creación de un organismo completamente recodificado.
El problema de la seguridad
Las bacterias inmunes a los virus ahorrarían millones en pérdidas causadas por contaminación viral, según los autores
Un organismo recodificado podría tener funcionalidades jamás vistas en la naturaleza. “La industria farmacéutica podría aprovechar las bacterias inmunes a los virus, que ahorrarían miles de millones de dólares en pérdidas causadas por contaminación viral”, señalan los autores en el estudio.
Incluso podrían servir a los biólogos para sintetizar nuevos aminoácidos artificiales en busca de una determinada proteína con funciones exclusivas.
Muchas de las preocupaciones de los expertos mundiales en cuanto a la reescritura no natural del código genético es su seguridad. Las nuevas proteínas diseñadas por el nuevo genoma de la E. coli podrían ser tóxicas y ser resistentes a los virus, por lo que podrían generar peligros para el resto de seres vivos.
Sin embargo, según los autores, la información genética modificada en un organismo de este tipo no podría contaminar células naturales ya que posee limitaciones fuera del laboratorio.
Referencia bibliográfica:
N. Ostrov et al.: "Design, synthesis, and testing toward a 57-codon genome". Science 19 de agosto de 2016 353 (6301) http://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aaf3639
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