Los científicos de Yale y Harvard han recodificado el genoma completo de un organismo y han mejorado la capacidad de una bacteria para resistir virus, una demostración dramática del potencial de reescribir el código genético de un organismo.
“Esta es la primera vez que el código genético ha cambiado fundamentalmente”, dijo Farren Isaacs, profesor asistente de biología molecular, celular y del desarrollo en Yale y coautor principal de la investigación publicada el 18 de octubre en la revista Science . “Crear un organismo con un nuevo código genético nos ha permitido expandir el alcance de la función biológica de varias maneras poderosas”.
La creación de un organismo genómicamente recogido plantea la posibilidad de que los investigadores puedan adaptar la naturaleza y crear nuevas formas potentes de proteínas para lograr una miríada de propósitos, desde combatir enfermedades hasta generar nuevas clases de materiales.
La investigación, encabezada por Isaacs y el coautor George Church de la Facultad de Medicina de Harvard, es producto de años de estudios en el campo emergente de la biología sintética, que busca rediseñar los sistemas biológicos naturales con fines útiles.
En este caso, los investigadores cambiaron las reglas fundamentales de la biología.
Las proteínas, que están codificadas por el manual de instrucciones del ADN y están formadas por 20 aminoácidos, desempeñan muchas funciones funcionales importantes en la célula. Los aminoácidos están codificados por el conjunto completo de 64 combinaciones de tripletes de los cuatro ácidos nucleicos que comprenden la columna vertebral del ADN. Estos trillizos (conjuntos de tres nucleótidos) se denominan codones y son el alfabeto genético de la vida.
Isaacs, Jesse Rinehart de Yale, y los investigadores de Harvard exploraron si podían expandir el trabajo manual de la naturaleza al sustituir diferentes codones o letras en todo el genoma y luego reintroducir letras completamente nuevas para crear aminoácidos que no se encuentran en la naturaleza. Este trabajo marca la primera vez que el código genético se ha cambiado por completo en el genoma de un organismo.
En el nuevo estudio, los investigadores que trabajan con E. coli intercambiaron un codón y eliminaron su señal de stop natural que termina la producción de proteínas. El nuevo genoma permitió a las bacterias resistir la infección viral al limitar la producción de proteínas naturales utilizadas por los virus para infectar las células. Isaacs, trabajando con Marc Lajoie de Harvard, Alexis Rovner de Yale y sus colegas, luego convirtió el codón de “parada” en uno que codifica nuevos aminoácidos y lo insertó en el genoma de forma plug-and-play.
El trabajo ahora prepara el escenario para convertir la bacteria recodificada en una fundición viva, capaz de biomanufacturar nuevas clases de proteínas y polímeros “exóticos”. Estas nuevas moléculas podrían sentar las bases para una nueva generación de materiales, nanoestructuras, terapias y vehículos de suministro de medicamentos, dijo Isaacs.
“Dado que el código genético es universal, aumenta la posibilidad de recodificar genomas de otros organismos”, dijo Isaacs. “Esto tiene enormes implicaciones en la industria de la biotecnología y podría abrir nuevas vías de investigación y aplicaciones”.
Fuente: http://phys.org/news/2013-10-rew…
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