La biología sintética ha alcanzado un nuevo hito con la creación de Syn57, una bacteria sintética de Escherichia coli.
Su código genético reducido utiliza solo 57 codones, la cifra más baja lograda en un organismo vivo. Cada codón es una secuencia que forma una unidad de información genómica.
El resultado fue publicado en la revista Science de la Asociación Estadounidense para el Avance de las Ciencias.
Es parte de una investigación desarrollada por un equipo del Laboratorio de Biología Molecular del Consejo de Investigación Médica en el Reino Unido, bajo la dirección del biólogo sintético Wesley Robertson.
Marcó un récord en la ingeniería genética y abre nuevas posibilidades para la biotecnología. Porque Syn57 es una versión radicalmente simplificada del código genético.
Mientras que la mayoría de los seres vivos emplean 64 codones —tripletes de nucleótidos que contienen instrucciones para la síntesis de proteínas—, los investigadores eliminaron aquellos considerados redundantes.
El proceso de creación de Syn57
El desarrollo de Syn57 requirió una extensa reescritura del genoma bacteriano. Los científicos planificaron más de 100.000 modificaciones en el ADN, diseñando los cambios en fragmentos de 100 kilobytes y ensamblando el genoma pieza por pieza.
Cada segmento editado fue probado en bacterias vivas para asegurar que las alteraciones no resultaran letales, hasta completar la construcción de la cepa sintética.
Este proceso, que se extendió durante cuatro años, implicó numerosos ensayos y correcciones.
“Definitivamente atravesamos períodos en los que nos preguntábamos si esto sería un callejón sin salida o si podríamos llevarlo a término”, reconoció Robertson al ser consultado por el diario The New York Times.
El logro ha sido reconocido por otros expertos en el campo. Akos Nyerges, biólogo sintético de la Harvard Medical School que lidera investigaciones similares en Estados Unidos, calificó el resultado como “un logro significativo y fruto de años de trabajo”.
Nyerges y su equipo también trabajan en la reducción del genoma de E. coli, aunque su versión de una bacteria con 57 codones aún se encuentra en desarrollo y fragmentada en varias piezas de ADN.
Aplicaciones potenciales
Para comprender la magnitud de este avance, es importante recordar que el código genético estándar utiliza 64 codones, de los cuales 61 codifican para 20 aminoácidos y tres funcionan como señales de parada en la síntesis de proteínas.
Esta redundancia ha intrigado a los científicos, ya que, en teoría, bastaría con 21 codones para cubrir todas las necesidades de un organismo.
La eliminación de codones duplicados no solo simplifica el genoma, sino que también libera secuencias que podrían emplearse para introducir aminoácidos no convencionales, expandiendo así el repertorio de moléculas que una bacteria puede producir.
Las aplicaciones potenciales de Syn57 son amplias. Al contar con un código genético “no canónico”, la bacteria podría ser resistente a infecciones virales, ya que los virus naturales no reconocerían sus instrucciones genéticas.
Esto supondría una ventaja en la producción industrial de proteínas bacterianas, donde los brotes virales representan un problema recurrente.
Además, la modificación genética podría actuar como una barrera de seguridad ambiental, al interferir la transferencia de genes modificados al entorno natural.
No obstante, Syn57 aún presenta limitaciones. Actualmente, su ritmo de crecimiento es cuatro veces más lento que el de la E. coli convencional, aunque los investigadores confían en que futuras optimizaciones permitirán mejorar su rendimiento.
Desde la aparición de Syn61, una versión anterior con 61 codones, en 2019, ya se consiguieron aplicaciones en la fabricación de medicamentos más fiables. Eso sugiere que Syn57 podría tener un impacto aún mayor a medida que se perfeccione.
Mientras tanto, otros equipos, como el de Nyerges en Harvard, continúan avanzando en la construcción de genomas bacterianos aún más compactos, con la expectativa de unir en una sola molécula las piezas de su propia versión de Syn57.
El campo de la biología sintética se encuentra así en una carrera por explorar los límites de la vida artificial y sus aplicaciones.
El equipo responsable de Syn57 considera que este trabajo demuestra la capacidad de la síntesis genómica para llevar a los organismos a territorios genéticos inexplorados.
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