La biología sintética representa un avance impresionante en la ciencia y la tecnología, ya que explora la creación de vida en entornos controlados de laboratorio. Esta disciplina combina la biología, la ingeniería genética y la informática para diseñar y construir nuevos organismos vivos o sistemas biológicos con características y funciones específicas.
El objetivo central de la biología sintética es comprender y replicar los procesos biológicos de los organismos vivos. Busca diseñar y construir nuevos sistemas biológicos con aplicaciones en diversos campos, como la medicina, la industria y la agricultura.
A lo largo de los últimos años, los avances en esta área han sido significativos, y cada vez estamos más cerca de poder crear vida artificial en un entorno controlado.
Creación de genomas sintéticos
En 2010, un equipo de científicos liderado por Craig Venter logró sintetizar un genoma completo de una bacteria, el Mycoplasma mycoides, y trasplantarlo con éxito a una célula receptora. Este logro histórico abrió las puertas a un nuevo mundo de posibilidades en la creación de organismos artificiales.
Desde entonces, se han llevado a cabo numerosos experimentos en los que se han diseñado y construido genomas sintéticos para diferentes organismos, desde bacterias hasta levaduras. Estos avances han permitido no solo entender mejor los mecanismos que rigen la vida, sino también desarrollar aplicaciones prácticas en campos como la medicina, la biotecnología y la producción de biocombustibles.
Sistemas biológicos diseñados
Uno de los mayores desafíos en la creación de vida artificial es la capacidad de controlar y predecir el comportamiento de los sistemas biológicos diseñados. A medida que los organismos sintéticos se vuelven más complejos, es fundamental poder garantizar que cumplirán con las funciones para las que fueron creados y que no tendrán efectos imprevistos en el medio ambiente.
Para abordar este desafío, los investigadores han desarrollado herramientas y técnicas avanzadas de modelado computacional que permiten simular el comportamiento de los sistemas biológicos antes de construirlos. Estas herramientas son fundamentales para optimizar el diseño de los genomas sintéticos y prevenir posibles problemas en su funcionamiento.
Los hitos en biología sintética
En 2007, científicos del Instituto de John Craig Venter lograron trasplantar el genoma completo de Mycoplasma micoides a otra especie. Posteriormente, en 2008, Craig Venter y Hamilton Smith anunciaron la creación del primer ADN sintético a partir de Mycoplasma genitalium.
En mayo de 2010, se logró un avance monumental en la biología sintética: la creación del primer organismo sintético de la historia, denominado Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0, cariñosamente conocido como "Synthia" por los investigadores.
Desde entonces, los científicos han trabajado arduamente para reducir este organismo sintético a sus componentes genéticos mínimos. En 2016, se anunció la creación del JCVI-syn3.0, una célula bacteriana con un genoma extremadamente simplificado, eliminando genes no esenciales.
Sin embargo, esta cepa resultó ser demasiado minimalista, y en 2021 se agregaron 19 genes adicionales. Se incluyeron los genes necesarios para la división celular normal, creando la variante JCVI-syn3A.
Avances recientes
En 2019, un equipo liderado por Matthias y Beat Christen logró "reescribir" sintéticamente el genoma de Caulobacter crescentus, una bacteria gram-negativa. Este procedimiento mejorado permitió obtener células cuyo ADN era sintético, creando efectivamente una nueva especie llamada Caulobacter ethensis.
En 2022, Craig Venter y su equipo resumieron todas estas investigaciones en una revisión que destacaba la metodología utilizada por los diferentes autores. El artículo también abordó consideraciones éticas, como la necesidad de evitar la liberación de organismos genéticamente modificados o células con genomas sintéticos, por las consecuencias impredecibles para el medio ambiente.
En los últimos meses de 2023, el proyecto Sc2.0 logró un avance significativo, reflejado en la publicación de diez artículos fundamentales. Estos trabajos han generado una gran conmoción en la comunidad científica, como se evidencia en los comentarios publicados en revistas científicas importantes y en la difusión en medios de comunicación como National Geographic.
Un desarrollo decisivo
En un interesante desarrollo científico, investigadores internacionales, como parte del proyecto The Synthetic Yeast Genome, alcanzaron un logro sin precedentes: la creación de una levadura con más del 50% de su genoma sintético. Este avance, documentado en la revista Cell Genomics, marca un hito histórico en el campo de la biología sintética.
La creación de esta levadura sintética no solo es un logro técnico, sino que también abre un mundo de posibilidades en diversas áreas. Por ejemplo, se vislumbra un futuro donde la producción de alimentos y productos químicos podría ser más eficiente y sostenible gracias a esta tecnología.
Lo más importante es que ofrece una ventana única para comprender mejor la organización y evolución de los genomas. La creación de una levadura con más del 50% de su genoma sintético es un logro monumental. No solo representa un hito científico, sino que también promete aplicaciones prácticas significativas y nos acerca un paso más a la posibilidad de crear vida artificial.
Es importante destacar que, hasta el momento, no se ha creado vida artificial ni células artificiales como tales. Lo que se ha logrado es la síntesis de ADN artificial, que puede funcionar de manera similar al natural, al menos por un número limitado de generaciones. Sin embargo, la creación de una célula viva artificial sigue siendo un desafío monumental, que podría no alcanzarse nunca.
Lecturas recomendadas
Temas:
- Biología