Se han añadido dos pares de base sintéticas al ADN de E. coli, y los microbios están prosperando.
Los científicos consiguen acercarse cada vez más a los avances médicos al manipular ADN. A finales del 2016, la herramienta de edición de genes CRISPR fue utilizada por primera vez en pacientes con cancer humano, y ahora, los investigadores han tenido éxito en la creación de un nuevo tipo de vida con ADN parcialmente sintético.
Los microbios de la e. coli con ADN sintético tienen un "par de bases" adicional, creado por un laboratorio de moléculas que los investigadores esperan que puedan programarse para que el organismo produzca nuevos tipos de proteínas que se pueden transformar en drogas. La investigación fue publicada el lunes en la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias.
Una hebra de ADN es una molécula grande de ácido nucleico que contiene las instrucciones genéticas utilizadas por todos los organismos vivos para crecer, desarrollarse y reproducirse. A pesar de la gran diversidad de vida en la tierra, hay sólo cuatro letras en el alfabeto genético: A, T, C y G. Estas cuatro bases moleculares: adenina, timina, citosina y guanina — se asocian entre sí mediante enlaces de hidrógeno para formar la base de una hebra de ADN.
Hay sólo dos pares de base, A enlaza con T y C enlaza con G, que proporcionan la estructura de una doble hélice de ADN. Las moléculas orgánicas llamadas nucleótidos se unen a los pares de bases para crear el código genético completo para toda la vida. Los pares de bases pueden considerarse como los peldaños de la escalera de ADN, y las variaciones en la vida tienen todo para hacer con qué orden se disponen dentro.
Por primera vez, los científicos han creado un organismo estable con un nuevo par de base que utiliza bases sintéticas, etiquetados X y Y. Los microbios de e. coli creados por el Instituto de investigación Scripps en California utilizan el alfabeto genético convencional, A, T, C y G, así como las nuevas "nucleobases" X e Y que no se producen en la naturaleza.
Según el informe publicado el lunes los nuevos microbios son el primer paso para "crear organismos con rasgos no encontrados en otros lugares en la naturaleza y atributos totalmente antinaturales" y "sentar las bases para alcanzar el objetivo central de la biología sintética: la creación de nuevas formas de vida y funciones," según informa The Guardian.
El Instituto de investigación Scripps en realidad creó el primer organismo con bases sintéticas de ADN hace casi tres años, pero esos organismos se mueren rápidamente y no podrían pasar regularmente las nuevas bases genéticas al reproducirse. Los nuevos microbios de e. coli son los primeros organismos semisintéticos que pueden dividirse y prosperar como normal mientras pasan sobre el material sintético.
Los microbios primero fueron modificados genéticamente para absorber el nuevo material genético y entonces las moléculas de X e Y, creadas por separado de los microbios, se alimentaron de e. coli. Este método de introducir el nuevo material genético también funciona como una prueba de fallos, como los microbios no pueden producir las moléculas de X e Y por su cuenta, deben mantenerse en un laboratorio para sobrevivir.
En este punto, las bases sintéticas no hacen nada salvo sobrevivir en los microbios y pasan en cuando las bacterias se divide. Entre otros ajustes en el proceso desde el 2014, los investigadores consiguieron que las bacterias pasaran con éxito las bases sintéticas de ADN modificando el sistema inmunitario del microbio con CRISPR, así que cualquier filamento de ADN sin la base de X e Y sería destruido.
El siguiente paso es engañar a los organismos en la lectura del código de ADN sintético, haciendo que se crean nuevas proteínas que no ocurren en la naturaleza. Para ello, los científicos van a necesitar transcribir las nuevas bases de ADN sintético en homólogos de RNA, como las moléculas de ARN son las que permiten a los organismos leer ADN y producir proteínas. Este tipo de cultivo de proteínas de laboratorio podría conducir al desarrollo de nuevos fármacos para tratar una variedad amplia de dolencias.
"Esto es un gran paso adelante en demostrar que una célula viva como una simple bacteria puede diseñarse para mantener un par de base sintético que no se encuentran en la naturaleza", Paul Freemont, un profesor de biología sintética en el Imperial College en Londres, dijo a The Guardian. "Esto conduce al concepto de sistemas vivos semisintético que pueden diseñarse para realizar funciones específicas que se basarían en un código genético distinto en comparación con el código genético natural".
En definitiva, el futuro podría ser mucho más bizarro. Según el nuevo estudio, es teóricamente posible crear organismos con múltiples pares de bases sintéticas como X e Y, aún más cambiar las propiedades del organismo. Incluso podría ser posible construir un organismo desde cero utilizando sólo material genético diseñado por humanos.
En la actualidad, el trabajo sólo permite que este tipo de material sintético sea insertado en organismos unicelulares. Dicho esto, los científicos siguen mejorando en romper los códigos genéticos de la vida y reconstruirlos — o versiones sintéticas del edificio — una tendencia que es probable que gane velocidad en las próximas décadas.
"Ahora podemos hacer que la luz de la vida se quede," dijo Floyd Romesberg, científico principal para los nuevos organismos, en un informe del Instituto de investigación Scripps. "Eso sugiere que todos los procesos de la vida pueden ser objeto de manipulación".
Fuente: Internet
Los científicos consiguen acercarse cada vez más a los avances médicos al manipular ADN. A finales del 2016, la herramienta de edición de genes CRISPR fue utilizada por primera vez en pacientes con cancer humano, y ahora, los investigadores han tenido éxito en la creación de un nuevo tipo de vida con ADN parcialmente sintético.
Los microbios de la e. coli con ADN sintético tienen un "par de bases" adicional, creado por un laboratorio de moléculas que los investigadores esperan que puedan programarse para que el organismo produzca nuevos tipos de proteínas que se pueden transformar en drogas. La investigación fue publicada el lunes en la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias.
Una hebra de ADN es una molécula grande de ácido nucleico que contiene las instrucciones genéticas utilizadas por todos los organismos vivos para crecer, desarrollarse y reproducirse. A pesar de la gran diversidad de vida en la tierra, hay sólo cuatro letras en el alfabeto genético: A, T, C y G. Estas cuatro bases moleculares: adenina, timina, citosina y guanina — se asocian entre sí mediante enlaces de hidrógeno para formar la base de una hebra de ADN.
Hay sólo dos pares de base, A enlaza con T y C enlaza con G, que proporcionan la estructura de una doble hélice de ADN. Las moléculas orgánicas llamadas nucleótidos se unen a los pares de bases para crear el código genético completo para toda la vida. Los pares de bases pueden considerarse como los peldaños de la escalera de ADN, y las variaciones en la vida tienen todo para hacer con qué orden se disponen dentro.
Por primera vez, los científicos han creado un organismo estable con un nuevo par de base que utiliza bases sintéticas, etiquetados X y Y. Los microbios de e. coli creados por el Instituto de investigación Scripps en California utilizan el alfabeto genético convencional, A, T, C y G, así como las nuevas "nucleobases" X e Y que no se producen en la naturaleza.
Según el informe publicado el lunes los nuevos microbios son el primer paso para "crear organismos con rasgos no encontrados en otros lugares en la naturaleza y atributos totalmente antinaturales" y "sentar las bases para alcanzar el objetivo central de la biología sintética: la creación de nuevas formas de vida y funciones," según informa The Guardian.
El Instituto de investigación Scripps en realidad creó el primer organismo con bases sintéticas de ADN hace casi tres años, pero esos organismos se mueren rápidamente y no podrían pasar regularmente las nuevas bases genéticas al reproducirse. Los nuevos microbios de e. coli son los primeros organismos semisintéticos que pueden dividirse y prosperar como normal mientras pasan sobre el material sintético.
Los microbios primero fueron modificados genéticamente para absorber el nuevo material genético y entonces las moléculas de X e Y, creadas por separado de los microbios, se alimentaron de e. coli. Este método de introducir el nuevo material genético también funciona como una prueba de fallos, como los microbios no pueden producir las moléculas de X e Y por su cuenta, deben mantenerse en un laboratorio para sobrevivir.
En este punto, las bases sintéticas no hacen nada salvo sobrevivir en los microbios y pasan en cuando las bacterias se divide. Entre otros ajustes en el proceso desde el 2014, los investigadores consiguieron que las bacterias pasaran con éxito las bases sintéticas de ADN modificando el sistema inmunitario del microbio con CRISPR, así que cualquier filamento de ADN sin la base de X e Y sería destruido.
El siguiente paso es engañar a los organismos en la lectura del código de ADN sintético, haciendo que se crean nuevas proteínas que no ocurren en la naturaleza. Para ello, los científicos van a necesitar transcribir las nuevas bases de ADN sintético en homólogos de RNA, como las moléculas de ARN son las que permiten a los organismos leer ADN y producir proteínas. Este tipo de cultivo de proteínas de laboratorio podría conducir al desarrollo de nuevos fármacos para tratar una variedad amplia de dolencias.
"Esto es un gran paso adelante en demostrar que una célula viva como una simple bacteria puede diseñarse para mantener un par de base sintético que no se encuentran en la naturaleza", Paul Freemont, un profesor de biología sintética en el Imperial College en Londres, dijo a The Guardian. "Esto conduce al concepto de sistemas vivos semisintético que pueden diseñarse para realizar funciones específicas que se basarían en un código genético distinto en comparación con el código genético natural".
En definitiva, el futuro podría ser mucho más bizarro. Según el nuevo estudio, es teóricamente posible crear organismos con múltiples pares de bases sintéticas como X e Y, aún más cambiar las propiedades del organismo. Incluso podría ser posible construir un organismo desde cero utilizando sólo material genético diseñado por humanos.
En la actualidad, el trabajo sólo permite que este tipo de material sintético sea insertado en organismos unicelulares. Dicho esto, los científicos siguen mejorando en romper los códigos genéticos de la vida y reconstruirlos — o versiones sintéticas del edificio — una tendencia que es probable que gane velocidad en las próximas décadas.
"Ahora podemos hacer que la luz de la vida se quede," dijo Floyd Romesberg, científico principal para los nuevos organismos, en un informe del Instituto de investigación Scripps. "Eso sugiere que todos los procesos de la vida pueden ser objeto de manipulación".
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