En una nueva primicia para la ingeniería genética, los científicos han desarrollado un organismo sintético unicelular que crece y se divide como una célula normal, imitando aspectos del ciclo de división celular que subyace y genera una vida celular saludable.
El logro, demostrado en una forma de vida similar a una bacteria unicelular diseñada por ingeniería genética llamada JCVI-syn3A, es el resultado de décadas de secuenciación y análisis genómico por parte de científicos, explorando los roles que juegan los genes individuales dentro de las criaturas vivientes.
“Nuestro objetivo es conocer la función de cada gen para poder desarrollar un modelo completo de cómo funciona una célula”. dice
Si bien las raíces de la obra pueden ser remontado a la década de 1990, los avances más recientes ocurrieron este siglo, con investigadores en 2003 con éxito sintetizando un pequeño virus que infecta a las bacterias.
Eso condujo a un nuevo avance en 2010, con científicos del Instituto J. Craig Venter (JCVI) en Maryland. diseñando la primera célula bacteriana sintética, llamado JCVI-syn1.0: el primer organismo en la Tierra con un genoma completamente sintético, diseñado extrayendo el ADN natural de la bacteria Mycoplasma mycoides.
Varios años después, el equipo dio otro paso adelante, creando una especie de bacteria en el laboratorio con un código genético más pequeño que cualquiera que se encuentre en la naturaleza.
Este organismo, llamado JCVI-syn3.0, solo poseía 473 genes en total, más cortos que cualquier organismo vivo autosuficiente conocido en el mundo natural.
Pero mientras que el kit de herramientas genéticas miniaturizadas de JCVI-syn3.0 le permitió perpetuarse a través de la división celular, lo hizo de una manera inusual, produciendo “sorprendente variación morfológica” en las nuevas celdas que creó, que surgieron en una variedad de formas y tamaños diferentes.
Ahora, los miembros del mismo equipo de investigación han descubierto una manera de evitar que ocurran estas extrañas morfologías, con una variante recientemente modificada de JCVI-syn3.0, conocida como JCVI-syn3A.
Con la adición de 19 genes que no están presentes en JCVI-syn3.0, el novedoso JCVI-syn3A puede someterse a una división celular de una manera más consistente y de apariencia normal, con una variación morfológica significativamente menor que la que exhibió JCVI-syn3.0.
A pesar de los varios años de trabajo detrás del logro, todavía hay una gran cantidad de misterio envuelto en estos genes.
Por ejemplo, si bien JCVI-syn3A presenta 19 genes nuevos, se cree que solo 7 genes desempeñan un papel en hacer que sus procesos de división celular se ejecuten de manera más regular. Y de esos siete, solo dos genes, llamados ftsZ y sepF, han identificado sus funciones.
Aún se desconoce cómo los otros cinco contribuyen necesariamente a la consistencia morfológica de JCVI-syn3A, pero una cosa es cierta: este pequeño genoma ahora representa el nuevo estándar para la experimentación que podría ayudarnos a caracterizar lo que hacen estos genes dentro de los organismos.
“Por tanto, JCVI-syn3A ofrece un modelo mínimo convincente para la fisiología bacteriana y una plataforma para la biología de la ingeniería en general”, afirman los investigadores. explicar en su papel.
O, para decirlo de otra manera, como la líder del Grupo de Ingeniería Celular del NIST, Elizabeth Strychalski, dice: “Queremos comprender las reglas fundamentales de diseño de la vida. Si esta célula puede ayudarnos a descubrir y comprender esas reglas, entonces nos vamos a la carrera”.
Los hallazgos se informan en Célula.
.