Fabrican por primera vez un cromosoma sintético de una célula compleja

• Un equipo internacional produce ADN sintético en una célula de levadura
• Sintetizan un cromosoma de levadura de cerveza que funciona como uno natural
• Se trata de un hallazgo muy relevante en el campo de la biología sintética
• Abre la puerta a producir fármacos y biocombustibles con genes artificiales

Los científicos empiezan por el hongo de la levadura para crear vida artificial

Un equipo internacional de científicos ha creado un cromosoma de levadura modificada completamente artificial, lo que supone la primera vez que se logra producir ADN sintético en una célula compleja como la que tienen las plantas, los animales y el ser humano, un avance de gran trascendencia que podría conducir a nuevas cepas del organismo para ayudar a producir productos químicos industriales, medicamentos y biocombustibles.

En lugar de copiar a la naturaleza sin más, este equipo de investigadores se ha dedicado a una suerte de bricolaje con el cromosoma, quitando de aquí y allí los genes no deseados para, a continuación, incorporar el cromosoma encargado del diseño en las células vivas de levadura, dotándolas de nuevas cualidades que no se encuentran de manera natural en la levadura.

"Es el cromosoma más profundamente alterado que se ha construido nunca", ha declarado Jef D. Boeke, investigador del Centro Médico Langone de la Universidad de Nueva York y director del proyecto, que ha publicado sus hallazgos en la edición online de la revista Science.

La gran novedad es que mientras otros trabajos han sintetizado bacterias y ADN viral, el de Boeke es el primero que da cuenta de un cromosoma sintético en una eucariota, es decir, un organismo más complejo cuyas células contienen un núcleo, como las células del ser humano.

Fabrican por primera vez un cromosoma sintético de una célula compleja

Es el fruto de siete años de trabajo que han implicado el diseño asistido por ordenador para fabricar uno de los 16 cromosomas que posee la levadura de cerveza, conocida científicamente como Saccharomyces cerevisiae, que se utiliza también en la elaboración del pan o el vino.

Genes "saltarines" aleatorios

La versión sintética de esta levadura, bautizada como synIII, es una versión reducida del cromosoma III de esta levadura, que tiene en su versión original 316.667 pares de bases, y que tras pasar por el laboratorio de Boeke se ha quedado con 273.871. Se ha trabajado con este cromosoma por ser el más pequeño y el que controla la reproducción de las células de levadura y los cambios genéticos de esta.

Para la creación de su cromosoma de diseño, el equipo de Boeke ha realizado más de 500 cambios y han eliminado cerca de 50.000 pares de bases de ADN que consideraban innecesarios, así como lo que se ha llamado "ADN basura" -las partes de código genético que no participan en hacer proteínas- y segmentos conocidos como "genes saltarines", tramos de ADN que saltan al azar alrededor del genoma y pueden causar mutaciones.

Y la copia se comporta de manera razonablemente similar al original. "Hemos demostrado que las células de levadura que llevan este cromosoma sintético son notablemente normales. Se comportan de manera casi idéntica a las células de levadura salvaje, solo que ahora poseen nuevas capacidades y pueden hacer cosas que la levadura salvaje no puede", ha explicado Boeke.

A Boeke le entusiasma la posibilidad de borrar de forma selectiva o reorganizar las letras del cromosoma. Para que esto suceda, los científicos agregaron

en tramos de ADN conocidas como loxP, una secuencia de gen que funciona como un interruptor genético que puede ser activado por una proteína .

"Lo que es realmente interesante es que además de ser la levadura saludable, también hemos dotado a este cromosoma de esta propiedad casi mágica de poder reorganizar su estructura cuando agitamos nuestra varita mágica y generar millones de variantes de cromosomas".

En lo que respecta a la levadura, el trabajo realizado podría usarse para mejorar su capacidad para prosperar en condiciones duras, como muy altas concentraciones de alcohol.

No es "jugar a ser Dios"

Boeke, que hasta enero pertenecía a la Universidad John Hopkins, se incorporó a la Universidad de Nueva York para encabezar el recién creado Instituto de Genética de Sistemas y dirigir trabajos en biología sintética, un campo emergente que aplica los principios de la ingeniería a los sistemas vivos y que conoció la fama en 2010, cuando el científico y emprendedor Craig Venter anunció que había construido el primer genoma artificial de una bacteria, un hallazgo muy publicitado que generó una considerable preocupación por la idea de que los científicos estaban jugando con la naturaleza.

Para Boeke, su trabajo está muy lejos de "jugar a ser Dios", sino que es más propio de la ingeniería genética, eso sí, a una escala mayor.

Producir nuevas cepas sintéticas de levadura podría resultar muy útil, ya que podrían emplearse para hacer medicinas, como la artemisinina para la malaria, o ciertas vacunas, incluyendo la hepatitis B, que se deriva de levadura, afirma Boeke. Y la levadura sintética también podría ser utilizado para hacer más biocombustibles eficientes, como el alcohol, butanol, y el biodiesel.

Laboratorios en Estados Unidos, Gran Bretaña, China e India están trabajando con el objetivo de fabricar versiones sintéticas de los 16 cromosomas de esta levadura antes de 2017, y Boeke piensa que podría haber al menos uno o dos más cromosomas de levadura publicados este año.