Los científicos ya han sintetizado un genoma, y ahora ¿qué pasa?

autor: Miguel Vicente

La versión en inglés de este artículo se ha publicado en Small things considered “The Microbe Blog”


Dice la noticia que se ha sintetizado el genoma de Mycoplasma genitalium, la bacteria cuyo genoma es el más pequeño de todas las conocidas. El equipo de Craig Venter vuelve a dar titulares. El revuelo que se ha producido recuerda una situación parecida de hace casi once años, el día en que se anunció la existencia de Dolly, la primera oveja clónica. Son resultados que provocan reacciones de todo tipo, científicas, sociales, éticas, sobre todo una vez que han entrado en la cadena de los medios de opinión.



Fragmento del panel central de “El Jardín de las Delicias” de El Bosco. Museo del Prado. Madrid


REFERENCIA
Daniel G. Gibson, Gwynedd A. Benders, Cynthia Andrews-Pfannkoch, Evgeniya A. Denisova, Holly Baden-Tillson, Jayshree Zaveri, Timothy B. Stockwell, Anushka Brownley, David W. Thomas, Mikkel A. Algire, Chuck Merryman, Lei Young, Vladimir N. Noskov, John I. Glass, J. Craig Venter, Clyde A. Hutchison III, Hamilton O. Smith. 2008. Complete chemical synthesis, assembly, and cloning of a Mycoplasma genitalium genome. Science. DOI: 10.1126/science.1151721 .

¿Artificial o sintético?
Lo primero es definir en sus justos términos lo que se ha conseguido hacer. ¿Es un genoma artificial o no lo es? Si por artificial entendemos algo hecho por el hombre la respuesta es afirmativa, si por el contrario entendemos por artificial algo que no existe en la naturaleza entraremos en un debate de resultado ambiguo, ya que lo obtenido por el equipo de Venter no deja de ser un genoma de un organismo natural al que le han colocado algunos segmentos de otras procedencias. Quizás sería mejor para no confundirnos definirlo como genoma “sintético”.
A continuación sería bueno aclarar que por el momento ese genoma sintético no se encuentra dentro del microorganismo parental, la bacteria Mycoplasma genitalium, sino en una levadura. Es por eso que contiene partes adicionales que permiten su propagación en ella, quizás debiéramos decir que lo sintetizado es una quimera, un genoma “híbrido”.
Tampoco se sabe por ahora a ciencia cierta si ese genoma híbrido sintético puede mantenerse en una célula igual a la progenitora sin causar problemas. La experiencia dice que cualquier modificación, hasta las muy pequeñas, que se introduce en un microorganismo suele producirle un desequilibrio que repercute en la eficacia de su crecimiento. Incluso creo que falta todavía encontrar el procedimiento técnico para eliminar del genoma híbrido sintético todos los trozos que no son genes de Mycoplasma sin comprometer la integridad del resto, cuanto más grande es la molécula de ADN más difícil es que no se fragmente de manera incontrolada al manipularla.

Una levadura como coartífice

De hecho los investigadores no pudieron ensamblar en el tubo de ensayo, y tampoco en Escherichia coli que es una bacteria más manejable que Mycoplasma para hacer manipulaciones genéticas, moléculas conteniendo la mitad del cromosoma de Mycoplasma. Por ello recurrieron a su ensamblaje dentro de una levadura. Es decir que el genoma ni tan siquiera se ha obtenido exclusivamente  por síntesis en el tubo de ensayo sino que ha sido necesario utilizar los mecanismos innatos que posee otro ser vivo, la levadura, para administrar su propio genoma.

Como decíamos al principio el genoma sintetizado se distingue además del original en unos cuantos segmentos que se han introducido en puntos en los que no se espera produzcan alteraciones en la función génica, estos segmentos foráneos se han colocado para facilitar la identificación del genoma y distinguirlo del original. También, y por motivos de precaución, se ha inactivado uno de los genes responsables de la virulencia de Mycoplasma genitalium.
En todo caso el progreso técnico conseguido por el equipo investigador, ensamblar un genoma híbrido “casi” sintético, es indudable y sería de esperar que en el futuro se mejore, de manera que el producto final que se obtenga sea un genoma idéntico al natural.

Fuente de inmensos beneficios o de inmensos males

¿Significa eso, como nos han mostrado los titulares de los medios de comunicación que estamos creando vida artificial? Creo que no, incluso resueltos todos los problemas indicados nos encontraríamos ante un genoma que sería copia de otro ya existente. Como ya indiqué en otro artículo hará falta entender muy bien el papel de cada gen y del conjunto de genes de una célula para conseguir inventarnos algo diferente. Y lo que es más, eso que sea diferente posiblemente no sea más eficaz ni mejor que lo que existe. No es pesimismo, es que las bacterias llevan 3500 millones de años ensayando todas las posibilidades de variación de sus genomas, y como poseen una inteligencia, si no superior sí al menos más eficaz que la del hombre, sería una sorpresa que pudiésemos mejorarlas. Sí que es previsible que puedan obtenerse genomas diseñados para algunos ambientes específicos que, como ya muchos nos han dicho, muy posiblemente sean de gran utilidad para remediar, y según otros para agravar, los males de la humanidad.



Fragmento de “El infierno” del tríptico “El Jardín de las Delicias” de El Bosco. Museo del Prado. Madrid


Ya inventaron ellas
Pero eso requerirá un conocimiento profundo del funcionamiento de los genes en distintos entornos genéticos y ambientales, algo que en mi opinión no dominamos muy bien, entre otras razones porque por motivos diversos no se ha dado suficiente prioridad a esas investigaciones. Podríamos además inventarnos algún que otro gen para hacer maravillas, pero a la observación anterior de que las bacterias nos llevan miles de millones de años de ventaja como inventores se suma otro obstáculo. Y es que las proteínas, que son los productos de los genes que en la célula efectúan las reacciones que dan soporte bioquímico a la vida, no pueden adquirir cualquier tipo de estructura, porque para realizar una determinada reacción química solo sirven un número reducido de ellas. Además la diversidad de los seres vivos, y por lo tanto su adaptación a cada ambiente, no solo deriva de estas reacciones sino de cómo se modulan de manera global dentro de la célula. En esta modulación intervienen mecanismos reguladores que sabemos evolucionan de manera independiente a como lo hacen las propias proteínas y además dependen de cómo una proteína interacciona con otras varias. Y es precisamente en estos temas donde aún estamos sumergidos en una gran ignorancia.



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Comentarios

Tu lo has dicho, Miguel, estamos sumergidos en una gran ignorancia en muchos temas de Biología. Siendo así, no me parece adecuado potenciar el desarrollo tecnológico por sí mismo como único objetivo científico.

Este trabajo es un ejemplo de investigación científica dirigida por fines tecnológicos, publicitarios y comerciales y, lo que es peor, divulgado por centenares de periodistas ignorantes de la biología más elemental pero obedientes a aquellos fines.

Respuesta a 28/01/2008 6:52 por Emilio Cervantes

Gracias por tu comentario Emilio. No soy yo tan negativo, creo que el avance técnico es imprescindible para que podamos profundizar en el conocimiento de la Fisiología de los seres vivos. Lo lamentable es que el interés de los políticos en la investigación se mueva por modas y por titulares de prensa. También es lamentable que los políticos y la monarquía solo escuchen a los científcos estrella. Venter es uno, y en España te podría también mencionar unos cuantos, pero la prudencia me refrena. Es más desde que los políticos asignan el total de fondos hasta que estos llegan a la investigación, pasan por filtros bastante opacos, para qué nos vamos a engañar.

Estoy de acuerdo en que el trabajo en cuestión es, más que otra cosa, un "avance técnico" y espero que estarás de acuerdo conmigo también en que es uno de los trabajos con mayor repercusión en los medios desde la pomposa (y fraudulentamente llamada) "secuenciación completa del genoma humano".

La cuestión es: ¿queremos que la ciencia consista en una exhibición de avances técnicos expuestos con total libertad de uso del lenguaje?. Yo opino que no. Esta frase, que copio de tu comentario y con la que estoy de acuerdo plenamente, demuestra que las cosas no van por el mejor de los caminos posibles (no hay que ser pesimista para verlo claramente):

"Pero eso requerirá un conocimiento profundo del funcionamiento de los genes en distintos entornos genéticos y ambientales, algo que en mi opinión no dominamos muy bien, entre otras razones porque por motivos diversos no se ha dado suficiente prioridad a esas investigaciones."

Por supuesto que ese conocimiento profundo y fino no lo dominamos muy bien. Aciertas plenamente y también en que esto debe de tener una serie de motivos que convendría conocer y analizar en detalle. Entrar en esos motivos diversos debería constituir una prioridad en la ciencia, pero no lo es, ¿Por qué?.

Enhorabuena por tu blog. Sigue en su línea y no dejes que la prudencia te refrene demasiado, que la prudencia puede que no sea la mejor consejera en este caso.

Hay un detalle en esta publicación que, curiosamente, ha pasado desapercibido en las noticias que se han dado sobre ella. Y es que los Autores del genoma sintético han firmado su obra tomando las abreviaturas de una letra de los aminoácidos (C: cisteina, R, arginina, A: alanina etc) e insertando las correspondientes secuencias de ADN en el cromosoma artificial. Quizá, como antes les ocurrió a Watson y a Mullis, el personaje Venter empieza a prevalecer sobre el científico Venter. Esos nombres impresos en el genoma me recuerdan mucho más las marcas que con las que los vaqueros herran las reses de su propiedad, que las firmas que ponen los artistas en sus cuadros!

[...] ahorrarme describir el experimento remitiendo a dos artículos anteriores que escribí en 2008 sobre la síntesis  y en 2007 sobre el transplante del genoma. Igualmente no necesitaría añadir [...]

[...] suele decirse, primero se hace en procariotas y después en eucariotas. En el año 2014 se consiguió hacer un cromosoma artificial de levadura. [...]

(requerido)

(requerido)


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