Regreso al futuro: la rebelión del Mycoplasma cautivo

La vida se resiste a que los investigadores eliminen lo que todavía ignoran. Es lo que se deduce de que el equipo de Craig Venter no haya podido eliminar un centenar de genes que no se sabe lo que hacen, pero que son imprescindibles para que Mycoplasma pueda vivir. Esto pasa porque a veces creemos que ya lo sabemos todo cuando en la realidad es bastante lo que ignoramos. En tiempos recientes hay científicos empeñados en diseñar organismos a la carta según los postulados de la llamada Biología Sintética. Organismos que sobre el papel pueden ser más sencillos o más fáciles de manipular, y que podrían utilizarse para novedosas aplicaciones: iluminar las calles, degradar los vertidos, producir nuevos materiales y todo lo que podamos imaginar.

Regreso al futuro, reconstrucción con piezas de LEGO. Fuente: enlace.

La realidad es que la Biología Sintética seguramente podrá cumplir muchas de esas promesas porque la potencia de los procedimientos de manipulación y edición génica son cada vez más potentes. Pero para llegar a ello los científicos necesitamos recapacitar sobre algún que otro viejo postulado de la Biología, escrita sin calificativos. Me refiero a que los seres vivos forman un todo con el ambiente en el que viven. Han llegado, como poco tras millones de años, a un equilibrio en el que su genotipo, el conjunto de caracteres que heredan, está muy bien preparado para que sean eficaces y puedan vivir casi felices en sus condiciones naturales. Otra cosa es que le pidamos a un organismo diseñado por un investigador y pensado para “vivir entre pañales” en un laboratorio, que se defienda en el mundo hostil que le espera fuera del tubo de ensayo.

Venter y su equipo son unos geniales virtuosos de la construcción de genomas de las bacterias del género Mycoplasma, y lo han probado a lo largo de la última década confeccionando en el laboratorio genomas que han introducido en carcasas de Mycoplasma despojadas de su genoma a las que así permiten recuperar la capacidad de crecer y multiplicarse. Puestos a ello, su más reciente experimento consistió en construir genomas reducidos, eliminando genes cuya presencia les parecía innecesaria. La lógica era simple, cuantos menos genes más eficaz sería la reproducción de la bacteria resultante. Pues va a ser que no, Mycoplasma no puede arreglárselas sin más de un centenar de esos genes que a primera vista no parecían servir para nada. Los investigadores se toparon con esta realidad cuando intentaron inactivarlos, una técnica relativamente fácil de realizar en un buen laboratorio. Para lograr genomas que permitan a las carcasas sin genes vivir, aunque de manera bastante miserable, tuvieron que incluirlos en las construcciones finales.

¿Por qué digo que esos Mycoplasma llevan una vida miserable? Porque las manipulaciones les han devuelto a una etapa que sus ancestros debieron superar hace más de tres mil quinientos millones de años, cuando su vida dependía de los más fortuitos avatares del ambiente. En aquéllos momentos no había células como hoy en día las conocemos y los organismos ancestrales con toda probabilidad solo eran unas bolsitas sin mayor protección y en las que no se podían acumular moléculas a concentraciones superiores a las que había en el entorno. Cierto que entonces esas bolsitas ni siquiera necesitaban dividirse de forma precisa para dar dos bolsitas iguales, bastaba con fragmentarse y esperar que en los fragmentos se quedasen todos los genes esenciales para vivir, no debía haber muchos competidores que lo hicieran mejor. Debía ser un proceso sencillo, pero debía ser poco eficiente, ya que al aparecer las bacterias, las primeras células protegidas por una pared rígida de peptidoglicano, desalojaron a sus antecesores. Gran parte de las bacterias actuales regulan de forma muy precisa y muy eficiente su proliferación, llegando a grandes extremos de sofisticación para coordinar el crecimiento con la división celular  (ver comentarios al artículo).

Así, fragmentándose en vesículas heterogéneas, es como se divide Mycoplasma con un genoma reducido al mínimo compatible con su vida. Fuente: enlace.

Hoy en día algunas bacterias como Mycoplasma (las que hay en la naturaleza) han perdido bastantes avances de los que benefician a la mayoría de sus primas, el peptidoglicano entre ellos, pero lo han hecho porque se han refugiado en ambientes superprotectores, parasitando el interior de otras células. De todas formas Venter a sus criaturas las ha llevado aún más atrás, sus Mycoplasma se dividen fragmentándose como posiblemente lo hicieron los antiquísimos ancestros de todas las bacterias. También otros investigadores como Jeff Errington, han logrado que otras bacterias, del género Bacillus, cuando se les elimina el peptidoglicano se propaguen por fragmentación. Necesitan también ser mimadas en unas condiciones que solo proporciona un tubo de ensayo.

REFERENCE:

Hutchison, et al., 2016. Design and synthesis of a minimal bacterial genome. Science. 351: (6280):aad6253. doi: 10.1126/science.aad6253.

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