Estenent el codi genètic creen una vida semisintética

2014/05/07 Carton Virto, Eider - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Biologia
• Genetika

Els investigadors de l'Institut de Recerca The Scripps han introduït un tercer parell de nucleòtids en un fragment d'ADN, part semi-artificial de l'ADN que s'ha reproduït amb normalitat en els bacteris Escherichia coli. Els resultats de l'estudi, publicats avui en la revista Nature, han estat considerats com un assoliment important de la biologia sintètica.

Investigadors de Califòrnia han utilitzat el parell no natural de nucleòtids dNaM:d5SICS per a difondre el codi genètic del bacteri E. coli. El primer repte va ser introduir aquest parell de bases en l'ADN, en aquest cas en un plasmidi, en un tros circular d'ADN. Posteriorment, es va mesurar la resposta dels bacteris E. coli al plasmidi semisintético, integrat en els bacteris E. coli, i la seva presència en un mitjà ric en parell de bases no natural.

El resultat va ser òptim: el mecanisme de replicació bacteriana va funcionar amb normalitat i no va descartar nucleòtids no naturals del procés de duplicació. Els bacteris van utilitzar els pareixes nucleòtids del mitjà per a replicar el plasmidi semisintético a mesura que la cèl·lula creix i es duplica. En definitiva, els bacteris van fer seves els nucleòtids no naturals, les lletres que no es troben en el codi d'ADN.

Abans, només en els experiments in vitro s'ha aconseguit la incorporació de nucleòtids no naturals al codi genètic, la qual cosa ha suposat un avanç significatiu per a molts investigadors. Segons el genètic de la UPV-EHU José Antonio Rodríguez, “el fet demostra que les molècules d'ADN amb un parell sintètic de bases poden replicar-se i mantenir-se dins d'un bacteri”. “Els autors han estat capaços d'incorporar una cosa completament nova en un sistema biològic que s'ha ajustat durant milions d'anys. Des del punt de vista de la ciència bàsica, crec que és la major aportació del resultat”, ha afegit.

La recerca també té implicacions pràctiques i pot donar lloc a noves àrees d'aplicació. Els investigadors de Sistemes de la Universitat de Texas i Biologia Sintètica, Ross Thyer i Jared Ellefson, han escrit en la revista Nature “El pròxim pas serà aconseguir una adhesió a llarg termini”. “Una vegada aconseguit que un organisme accepti els parells de bases no naturals i no sols suportar-los, el següent pas decisiu serà demostrar que [aquests parells de bases] poden ser transferits a l'ARN in vivo”, afegeixen.

Segons Thyer i Ellefson, això obriria infinitat de possibilitats en el camp de l'enginyeria genètica, com per exemple, la codificació a la carta dels aminoàcids no estàndard. Rodríguez també està “ansiós” per saber si els bacteris podrien utilitzar aquestes bases no naturals en el procés d'expressió gènica, en la transcripció i en la traducció, perquè “si fos així, el codi genètic s'estendria notablement i amb aquest codi estès, en principi, seria possible crear proteïnes sintètiques formades per aminoàcids artificials amb noves característiques i capacitats”. De fet, passar d'un codi de quatre bases a un codi de sis permetria utilitzar 172 proteïnes en lloc de 20 aminoàcids.

Thyer i Ellefson van més lluny: “Per què restringir l'ADN amb sis lletres?” pregunten, “si la tècnica d'integració del parell dNaM:d5SICS en E. coli serveix també per a altres parells de bases, el codi de l'ADN podria estendre's molt més de tres parells de bases”. Però això porta als dos investigadors a preguntes bàsiques: si les possibilitats d'un codi estès són tan grans, per què la vida es basa només en dos parells de bases?Els organismes semisintéticos amb capacitat d'emmagatzemar més informació tindran majors capacitats o el cost d'un codi així serà insostenible?

José Antonio Rodríguez, de la UPV-EHU, considera que també han de tenir-se en compte les implicacions econòmiques de les possibles aplicacions d'un codi genètic extens. “Els descobriments basats en l'ADN natural són difícils de patentar —adverteix—, mentre que les molècules d'ADN amb parells sintètics de bases serien totalment artificials i per tant més fàcils de patentar”.

Complement (per hemeroteca):

La vida artificial i les seves conseqüències. Álvaro Moreno, Departament de Lògica i Filosofia de la Ciència. Grup de Filosofia de la Biologia, IAS Research. UPV/EHU