Extendiendo el código genético crean una vida semisintética

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

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Los investigadores del Instituto de Investigación The Scripps han introducido un tercer par de nucleótidos en un fragmento de ADN, parte semi-artificial del ADN que se ha reproducido con normalidad en las bacterias Escherichia coli. Los resultados del estudio, publicados hoy en la revista Nature, han sido considerados como un logro importante de la biología sintética.

Investigadores de California han utilizado el par no natural de nucleótidos dNaM:d5SICS para difundir el código genético de la bacteria E. coli. El primer reto fue introducir este par de bases en el ADN, en este caso en un plásmido, en un trozo circular de ADN. Posteriormente, se midió la respuesta de las bacterias E. coli al plásmido semisintético, integrado en las bacterias E. coli, y su presencia en un medio rico en par de bases no natural.

El resultado fue óptimo: el mecanismo de replicación bacteriana funcionó con normalidad y no descartó nucleótidos no naturales del proceso de duplicación. Las bacterias utilizaron los pares nucleótidos del medio para replicar el plásmido semisintético a medida que la célula crece y se duplica. En definitiva, las bacterias hicieron suyas los nucleótidos no naturales, las letras que no se encuentran en el código de ADN.

Antes, sólo en los experimentos in vitro se ha logrado la incorporación de nucleótidos no naturales al código genético, lo que ha supuesto un avance significativo para muchos investigadores. Según el genético de la UPV-EHU José Antonio Rodríguez, “lo hecho demuestra que las moléculas de ADN con un par sintético de bases pueden replicarse y mantenerse dentro de una bacteria”. “Los autores han sido capaces de incorporar algo completamente nuevo en un sistema biológico que se ha ajustado durante millones de años. Desde el punto de vista de la ciencia básica, creo que es la mayor aportación del resultado”, ha añadido.

La investigación también tiene implicaciones prácticas y puede dar lugar a nuevas áreas de aplicación. Los investigadores de Sistemas de la Universidad de Texas y Biología Sintética, Ross Thyer y Jared Ellefson, han escrito en la revista Nature “El próximo paso será conseguir una adhesión a largo plazo”. “Una vez conseguido que un organismo acepte los pares de bases no naturales y no sólo soportarlos, el siguiente paso decisivo será demostrar que [esos pares de bases] pueden ser transferidos al ARN in vivo”, añaden.

Según Thyer y Ellefson, esto abriría infinidad de posibilidades en el campo de la ingeniería genética, como por ejemplo, la codificación a la carta de los aminoácidos no estándar. Rodríguez también está “ansioso” por saber si las bacterias podrían utilizar estas bases no naturales en el proceso de expresión génica, en la transcripción y en la traducción, porque “si así fuera, el código genético se extendería notablemente y con este código extendido, en principio, sería posible crear proteínas sintéticas formadas por aminoácidos artificiales con nuevas características y capacidades”. De hecho, pasar de un código de cuatro bases a un código de seis permitiría utilizar 172 proteínas en lugar de 20 aminoácidos.

Thyer y Ellefson van más lejos: “¿Por qué restringir el ADN con seis letras?” preguntan, “si la técnica de integración del par dNaM:d5SICS en E. coli sirve también para otros pares de bases, el código del ADN podría extenderse mucho más de tres pares de bases”. Pero esto lleva a los dos investigadores a preguntas básicas: si las posibilidades de un código extendido son tan grandes, ¿por qué la vida se basa sólo en dos pares de bases?¿Los organismos semisintéticos con capacidad de almacenar más información tendrán mayores capacidades o el coste de un código así será insostenible?

José Antonio Rodríguez, de la UPV-EHU, considera que también deben tenerse en cuenta las implicaciones económicas de las posibles aplicaciones de un código genético extenso. “Los descubrimientos basados en el ADN natural son difíciles de patentar —advierte—, mientras que las moléculas de ADN con pares sintéticos de bases serían totalmente artificiales y por tanto más fáciles de patentar”.

Complemento (por hemeroteca):

La vida artificial y sus consecuencias. Álvaro Moreno, Departamento de Lógica y Filosofía de la Ciencia. Grupo de Filosofía de la Biología, IAS Research. UPV/EHU