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Biomedicina

¿Cuál es el futuro de la biología sintética?

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Para diseñar células, los investigadores todavía necesitan mejores herramientas.

  • por Katherine Bourzac | traducido por Francisco Reyes (Opinno)
  • 20 Junio, 2011

En julio pasado, varios científicos crearon la primera "célula sintética", un organismo controlado por un genoma sintetizado químicamente editado en un ordenador y creado en el laboratorio. Un año más tarde, los biólogos de la Quinta Conferencia Anual de Biología Sintética en la Universidad de Stanford siguen luchando por dar el siguiente paso en el campo. Lo que les detiene son los caprichos de la propia biología, y los gastos y el tiempo necesarios para llegar desde una idea hasta la ingeniería de un organismo.

Si bien la creación de la célula sintética, en el Instituto J. Craig Venter, apunta a un futuro en el que la biología sintética podría rediseñar las células vivas para realizar cualquier tarea con la que soñasen, ese objetivo está todavía lejos. La mayoría de la investigación se ha centrado en persuadir a microbios para realizar tareas similares a las que ya hacen, como por ejemplo la transformación de azúcar en combustible utilizando procesos y materiales que se asemejan a los que utilizan en la naturaleza.

La biología sintética se esfuerza para que la biología molecular sea más parecida a la ingeniería—con materiales y piezas predecibles que se puedan unir de formas predecibles. A medida que se hagan demostraciones con células sintéticas, los científicos tendrán las herramientas para editar una secuencia genética existente en un ordenador, usando máquinas de síntesis de ADN para crearla en fragmentos, y cosiendo dichos fragmentos en el laboratorio. (Esta ruta es una de las muchas que los biólogos sintéticos están tomando.) Sin embargo, es difícil predecir lo que harán las células después de ser alteradas. Los investigadores a menudo se ven obstaculizados por el impulso natural de las células de crecer y vivir como les plazca, algo que en muchos casos se debe superar para conseguir que hagan algo útil de una manera eficiente.

Uno de los mayores obstáculos radica en la creación y montaje de los materiales de partida: trozos modulares de ADN que se codifican para una función determinada y se sintetizan en el laboratorio. La creación de este ADN es lenta y costosa. Como cualquier producto comercial, debe ser diseñado, construido y probado. Incluso hacer cambios relativamente pequeños puede suponer mucho trabajo, mucho tiempo, y una gran cantidad de dinero.

"Algunas secuencias tardan dos meses en ser sintetizadas", mientras que otras no pueden hacer en absoluto, por razones que todavía no se entienden, aseguró Reshma Shetty, cofundador de Ginkgo BioWorks, una empresa dedicada al ensamblaje de piezas de ADN. Shetty señaló que la empresa utiliza automatización basada en software para el diseño de bloques de construcción y otras piezas, así como para controlar robots manejadores de líquidos que las mezclan a partir de fragmentos de ADN procedentes de otras compañías especializadas en la síntesis de ADN. Es este último paso el que actualmente supone un importante obstáculo. La compañía ha estado haciendo un seguimiento de cuánto tiempo se tarda en crear las secuencias y qué fuentes lo hacen más rápidamente.

El gasto y el tiempo empleados en la creación de un nuevo organismo limitan la creatividad, aseguró Pamela Silver, profesora de biología de sistemas en la Universidad de Harvard. Cada vez que los biólogos sintéticos prueban un nuevo diseño, tienen que pagar para obtener el ADN sintetizado, esperar a que llegue, colocarlo en las células, y probarlo. Todo esto, afirma Silver, hace que los biólogos sintéticos se muestren comprensiblemente reacios a fallar y aprender de sus fracasos.

"Sigo creyendo en el sueño de que algunos de ustedes con el tiempo serán capaces de sentarse frente a un ordenador, diseñar un experimento, y obtener el ADN al día siguiente", señaló a la multitud asistente. Para que la biología sintética cumpla esta promesa, la síntesis de ADN tiene que ser "barata, rápida, fiable, y precisa—y debe estar abierta a todo el mundo", incluidos los investigadores de aquellos laboratorios que no posean una gran cantidad de equipos o financiación.

Afortunadamente, el coste de la tecnología de síntesis de ADN, al igual que el de la tecnología de secuenciación de ADN, está disminuyendo rápidamente. George Church, director del Centro de Genómica Computacional en la Universidad de Harvard, señaló en su discurso que los costes de la síntesis de ADN y las tecnologías de secuenciación han disminuido sorprendente—últimamente en un factor de 10 cada año.

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