Diseñan el primer genoma funcional por ordenador

La han llamado Caulobacter ethensis-2.0, y no sin razón. De hecho, esta 'bacteria' no existe -nunca existió- y es muy posible que nunca exista, pero su genoma es real.

Ha sido producida en el laboratorio por un equipo de la Universidad Técnica ETH de Zúrich, con la ayuda de un algoritmo informático, y es una versión simplificada del genoma de una bacteria bien conocida por biólogos y científicos: Caulobacter crescentus, que vive en agua dulce, es inofensiva y ampliamente utilizada en el trabajo de laboratorio.

Según el equipo dirigido por el químico Mathias Christen y su hermano biólogo Beat Chisten, se trata de un "gran paso adelante, que tiene el potencial de revolucionar la biotecnología", ya que simplifica enormemente los procesos, ahorrando tiempo y manteniendo la funcionalidad de los genomas, para la producción, por ejemplo, de medicamentos, vacunas y otros productos biológicos en el campo de la salud.

Caulobacter crescentus / CC

No es la primera vez que se sintetiza un genoma. El pionero americano de la secuenciación del genoma Craig Venter -que en 2003 publicó el primer mapa completo del genoma humano, junto con un proyecto público internacional independiente- anunció en 2010 que había creado el primer genoma sintético de una bacteria.

Fueel resultado de diez años de trabajo, que ocuparon a 20 científicos a tiempo completo y costó 40 millones de dólares, y el genoma entonces sintetizado se hizo enteramente en el laboratorio.

En el caso del equipo de ETH en Zurich, que publica los resultados de su trabajo en la revista científica 'Proceedings of the National Academy of Sciences', el genoma creado es una versión simplificada, que mantiene intactas sus funciones, y que fue diseñada gracias a un algoritmo que permite optimizar el proceso.

De cuatro mil genes a sólo 680. Y funciona

Caulobacter crescentus tiene un total de cuatro mil genes, y estudios previos ya habían demostrado que, en el laboratorio, este microorganismo sobrevive de manera funcional con sólo 680. 

Esto se explica por el hecho de que el genoma tiene muchos fragmentos redundantes, que pueden reemplazarse entre sí sin pérdida de función.

Fue a partir de ahí, por lo tanto, que el equipo de Zurich ETH se propuso construir su genoma sintético simplificado y completamente funcional.

Los investigadores primero sintetizaron 236 fragmentos del genoma bacteriano, que luego vincularon entre sí.

Como explica Mathias Chisten, este trabajo "no siempre es fácil" porque "dependiendo de la secuencia en cuestión, pueden acurrucarse y afectar a la producción de los segmentos de la molécula". Pero la dificultad fue superada con éxito.

El algoritmo informático desarrollado por el equipo permitió, sin embargo, hacer la elección óptima de los genes para mantener la funcionalidad del genoma, según los propios autores, que creen que "este proyecto nos permitió aprender", y que "ahora será posible mejorar el algoritmo y desarrollar una versión 3.0, que ya estará completa".

La versión actual, enfatizan, "aún no es perfecta". Pero el trabajo desarrollado ha servido para aprender y demostrar la hipótesis, de modo que, "en el futuro, el diseño computacional del genoma puede hacerse, de acuerdo con los objetivos", dice Mathias Christen.

Pronto, dicen los autores del trabajo, "será posible producir células bacterianas" de este tipo, para crear "microorganismos sintéticos" destinados a la biotecnología, para la producción de moléculas en farmacología, por ejemplo.

Pero, advierten, "será necesario un debate social profundo sobre el uso de esta nueva tecnología y sobre cómo evitar posibles abusos".