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 Vida de bote

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Maat



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MensajeTema: Vida de bote   Vie Mayo 21, 2010 7:23 am

Vida de bote


Uno de los 'padres' del genoma crea la primera célula artificial - La técnica abre nuevos horizontes a la investigación de fármacos y genera incertidumbres bioéticas
JAVIER SAMPEDRO 21/05/2010

Una ley inviolable de la biología -toda célula proviene de la división de otra célula- ha regido la existencia y la evolución de todos los organismos de la Tierra desde hace 3.500 millones de años. Hasta ayer. La bacteria que acaba de salir de los laboratorios de Craig Venter es una célula, pero no proviene de otra, porque su genoma es pura química: ha sido sintetizado en el tubo de ensayo de la primera a la última letra. La materia inerte animada por el hombre -el mito del golem- ya vive entre nosotros.

La primera "célula sintética" se llama Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0, para distinguirla del Mycoplasma mycoides, que es la bacteria natural en quien se inspira: la que le ha aportado no su genoma (que es de origen químico), pero sí la información para fabricarlo (copiarlo). Aunque la célula sintética no tenga una madre biológica, sí que tiene una madre informática. JCV es por John Craig Venter, y el 1.0 lleva su sello: denota que la célula es sólo una primera versión y connota, o presagia, un futuro Sillicon Valley del diseño de organismos vivos.

La reconstrucción de formas biológicas a partir de su mera información genética -de una secuencia de letras de ADN escritas en un papel, o almacenadas en una memoria- ya se había experimentado con virus, entre ellos el de la polio y el de la gripe española de 1918. Pero los virus no son entidades biológicas autónomas. Para reproducirse usan la maquinaria de la célula a la que infectan. Aunque un virus puede tener solo tres genes, esa maquinaria celular requiere cientos de ellos.

Es difícil predecir el alcance de esta tecnología. Entre los proyectos de Venter está diseñar un alga -unicelular, como la mayoría de las algas naturales- que fije el CO2 atmosférico y lo convierta en hidrocarburos, utilizando la energía de la luz solar. Otros proyectos buscan acelerar la producción de vacunas y mejorar la producción de ciertos ingredientes alimentarios, y de otros compuestos químicos complejos, o diseñar microorganismos que limpien aguas contaminadas.

Pero estos fines empresariales conviven, de forma paradójica, con cuestiones de profundidad. ¿Cuál es el genoma mínimo para sostener la vida? ¿Hay un conjunto de secuencias genéticas que define la frontera entre lo vivo y lo inerte? ¿Es esto una forma rampante de reduccionismo que pueda afectar a nuestra concepción de la vida humana?

"Este es un paso importante tanto científica como filosóficamente", admitía ayer Venter. "Ha cambiado mis opiniones sobre la definición de vida y sobre cómo la vida funciona". El trabajo plantea otras cuestiones menos profundas, pero apenas menos relevantes, sobre seguridad pública, bioterrorismo y propiedad intelectual.

Por una vez, la bioética no tiene que salir corriendo detrás de la ciencia. El propio Venter se ocupó de estimular la discusión desde el principio, y algunos de los más respetados bioéticos del mundo llevan más de 10 años analizando la cuestión. Entre ellos, Mildred Cho, del centro de ética biomédica de la Universidad de Stanford, y Arthur Caplan, del centro de bioética de la Universidad de Pensilvania. El grupo de trabajo también incluye teólogos como Daniel McGee, de la Universidad de Baylor. Han recopilado sus estudios en Synthetic Genomics Options for Governance (disponible en www.jcvi.org/cms/research/projects/syngen-options/overview/). Cho y Caplan publicaron un artículo de referencia en 1999 (Science 286: 2087).

Entre los ángulos polémicos del nuevo mycoplasma está su denominación. Los autores lo llaman célula sintética, cuando solo su genoma lo es. Una vez sintetizado el genoma, los científicos lo introdujeron en una célula (de otra especie de Mycoplasma) a la que antes habían quitado su propio genoma. Y un ser vivo no está hecho solo de genes. Las proteínas, los azúcares y las grasas son fundamentales como componentes de la célula, y para procesar su energía, o formar membranas.

Pero los azúcares y las grasas son sintetizados por enzimas, que son un tipo de proteínas. Y las proteínas se ensamblan a partir de sus unidades químicas (los aminoácidos) siguiendo el orden que dicta la secuencia de letras de los genes. Por tanto, aunque la "célula sintética" original solo lo fuera a medias, sus descendientes lo son por entero.

"Esta es la primera célula sintética que se ha hecho", dijo Venter, "y la llamamos sintética porque la célula se deriva enteramente de un cromosoma sintético, hecho con cuatro botes de productos químicos en un sintetizador químico a partir de pura información guardada en un ordenador".

El trabajo, que adelanta hoy la revista Science en su edición electrónica, es la culminación de un proyecto que empezó hace 15 años, cuando Venter y su equipo hallaron un modo de estimar el genoma mínimo, la mínima información necesaria para sostener la vida autónoma. Tomaron uno de los organismos con el genoma más pequeño conocido, otro mycoplasma (Mycoplasma genitalium), que vive en el tracto urinario humano. Le estropearon los genes uno a uno para quedarse solo con los indispensables. Ese genoma mínimo suficiente para sostener la vida resultó tener solo 350 genes. Ese fue el punto de partida para el resto de la investigación, con esa y otras especies del género Mycoplasma.

El genoma de un retrovirus, como el VIH, tiene unas 10.000 letras, o bases, en la jerga. El de Mycoplasma mycoides, la madre informática de la célula artificial, mide algo más de un millón de bases. Los genomas suelen medirse en megabases, o millones de letras, así que el genoma de este mycoplasma tiene una megabase. El genoma humano mide 3.000 megabases.

Las máquinas de sintetizar ADN están muy lejos de cualquiera de esas cifras. Son muy rápidas y baratas, pero sus productos no pasan de 100 bases. El equipo de Venter ha tenido que ensamblar esos fragmentos en una jerarquía de pasos: primero en cassettes de 1.000 bases, luego en ristras de 10.000, después en superristras de 100.000 y finalmente en la megabase total. Cada paso requiere usar seres vivos naturales, lo mismo la bacteria Escherichia coli, que la levadura del pan, Saccharomices cerevisiae.

El genoma sintético no es idéntico al natural. Tiene 14 genes menos, unas pocas mutaciones ocurridas durante el largo procedimiento -todas identificadas- y unas marcas de agua añadidas por los investigadores para distinguirlo con certidumbre de la versión natural. Pese a todo, la célula sintética Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0 se comporta como un Mycoplasma mycoides cualquiera por cualquier criterio fisiológico o bioquímico.

Venter es una figura única en el panorama científico. Uno de los investigadores más brillantes del proyecto genoma público, se hizo famoso al montar un proyecto privado para competir con él. Cuando esta carrera acabó -en empate-, Venter reasignó sus sistemas rápidos a secuenciar (leer las letras del ADN gtaatct...) en masa la vida marina. Su actual empresa se llama Synthetic Genomics. Uno de sus principales proyectos es energético: diseñar un alga unicelular que genere hidrocarburos a partir de la energía de la luz solar y el CO2 atmosférico.

Durante su exploración en masa de la vida marina, el equipo de Venter descubrió miles de especies de microorganismos, y millones de nuevos genes. El 85% de las secuencias genéticas son diferentes cada 350 kilómetros, y muchas de las especies son únicas. Entre esos genes nuevos hay 3.000 para fotorreceptores, las proteínas que captan la luz de distintas longitudes de onda.

Una de las ideas de Venter es crear una bacteria artificial con una ristra de esos genes y que capte así un espectro muy amplio de la luz solar. El científico estima que una bacteria artificial de este tipo podría convertir en hidrógeno un 10% de la energía solar, y que sembrarla en 13.000 kilómetros cuadrados bastaría para alimentar todo el transporte de EE UU. La tecnología genética es capaz de multiplicar el rendimiento de un proceso natural por 10.000 o 100.000 veces.

http://www.elpais.com/articulo/sociedad/Vida/bote/elpepusoc/20100521elpepisoc_1/Tes
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MensajeTema: Vida de bote   Vie Mayo 21, 2010 7:30 am

Craig Venter da vida a una célula con un genoma «de laboratorio»
La nueva bacteria sintética es el pistoletazo de salida a la creación de microorganismos «a la carta»

NURIA RAMÍREZ DE CASTRO | MADRIDActualizado Viernes , 21-05-10 a las 09 : 04
Aseguró que en 2009 presentaría al mundo la primera forma de vida artificial creada en un laboratorio y John Craig Venter, uno de los «padres» del genoma, sólo ha podido dar un paso más o quizá la zancada definitiva. En la revista «Science», una de las biblias científicas donde se dan a conocer los grandes avances, anuncia el nacimiento de lo que él llama la primera «célula sintética», aunque sólo su genoma lo es.
En puridad, Venter y sus 25 científicos de elite que ha reclutado para su proyecto, no han logrado una célula artificial generada por completo a partir de elementos inertes. Se trata de un híbrido, con la estructura natural de una bacteria viva y el material genético artificial. Para lograrlo, primero generaron un cromosoma sintético, una réplica a imagen y semejanza del genoma de la bacteria («Mycoplasma mycoides») y después lo trasplantaron a otra bacteria viva («M. capricolum») que actuó como recipiente para crear una nueva. Una vez implantado, el ADN de síntesis se activó y empezó a funcionar en la nueva célula.
Venter defiende su hito: «Es el primer organismo sintético que se ha fabricado jamás y lo afirmamos porque se deriva de un cromosoma totalmente artificial, fabricado con cuatro botellas de sustancias químicas en un sintetizador que arrancó con la información de un ordenador».
Sea o no totalmente artificial. Este paso nunca se había dado antes y abre un mundo de infinitas posibilidades en la que la imaginación humana parece la única barrera. La nueva célula generada es el pistoletazo de salida para la fabricación de microorganismos «a la carta» en el laboratorio. Bacterias diseñadas para desarrollar medicamentos más eficaces, fabricar nuevos biocombustibles y formas de energía alternativas o quizá pensadas para comerse residuos tan peligrosos en el mar como el petróleo.
El equipo de Venter también ha hecho planes. Uno de sus proyectos es diseñar algas que capturen dióxido de carbono y fabricar nuevos hidrocarburos que puedan utilizarse en refinerías. Trabajan en fórmulas con las que acelerar la fabricación de vacunas. Obtener nuevas sustancias químicas, ingredientes alimenticios o limpiar el medio ambiente también forma parte de los sueños de este científico, tan prodigioso como polémico por la publicidad con la que rodea sus progresos. No sólo él cree en su visión. El científico tiene ya un acuerdo con BP, precisamente la compañía que es responsable del vertido del Golfo de México, uno de los mayores desastres ecológicos de la historia reciente.
El ¿salto final?
Este trabajo es el salto final para el que se habían preparado estos investigadores durante años. En enero de 2008 anunciaron la primera creación de un genoma sintético, el de una bacteria con más de 570.000 pares de base. Lo hicieron con un sistema complejo de ingeniería genética que permite sintetizar segmentos artificiales de ADN, unirlos y clonarlos, utilizando dos recipientes biológicos, una bacteria y la levadura. O como prefiere explicar Venter, al compararlo con el funcionamiento de un ordenador: «Si nuestro código genético y los cromosomas son los programas fundamentales de nuestro sistema operativo. Hemos reproducido en el laboratorio el sistema operativo humano. Sólo nos queda ponerlo en marcha». Y eso es lo que acaban de conseguir. En esta ocasión han jugado al bricolaje genético con otra bacteria, la «M. mycoides», por tener un crecimiento más rápido que la bacteria utilizada en los primeros experimentos.
El grupo de Venter, entre los que se encuentra el nobel de Medicina Hamilton Smith y Dan Gibson -autor principal del estudio de «Science»-, había afirmado que este era el paso definitivo para asistir al nacimiento en el laboratorio de un organismo artificial.
Científicos españoles reconocen el valor técnico de la investigación, aunque no creen que se pueda afirmar que se ha creado la primera forma de vida artificial. Luis Serrano, vicerrector del Centro de Regulación Genómica de Barcelona (CRG), no duda en considerar el estudio de «excelente», pero aún le queda un paso más para crear vida artificial. «Sólo ha reemplazado el ADN, no ha creado una célula nueva sintética».
Como Parque Jurásico
Si se buscan semejanzas, Serrano opta por compararlo con la película Parque Jurásico, en versión bacterias. «En lugar de poner ADN de dinousaurio en un huevo de avestruz, se ha introducido el genoma de una bacteria en otra, pero definitivamente lo que ha hecho Venter no es crear una célula sintética».
En opinión de Manuel Porcar, coordinador del grupo de Biología Sintética del Instituto Cavanilles de la Universidad de Valencia, se trata también de «un paso significativo» hacia la recreación de vida artificial. «Afirmar que se ha creado una célula bacteriana de síntesis yo diría que es un tanto exagerado».
La estrategia utilizada en el experimento sí supone «un gran avance» para el progreso de la biología sintética. «Por primera vez, un cromosoma sintético resulta ser funcional. Pero el precio de la producción industrial de ADN aún es caro y las técnicas de ensamblaje, verificación e inserción deben aún simplificarse para producir a gran escala organismos sintéticos», recuerda Portela.
El catedrático de Biología Celular, César Nombela, reconoce que se «ensanchan las posibilidades de la biología sintética «Para completar el ensamblaje de los fragmentos que integran el cromosoma sintético, no fue suficiente la química del tubo de ensayo, se precisaron células (bacterianas y de levadura). El citoplasma de la célula receptora incorpora el cromosoma sintético funcionalmente.¿Célula artificial? No, la necesidad de células preexistentes sigue haciendo válido el axioma: omnis cellula e cellula».
Las posibilidades son infinitas. La nueva célula de Venter es sólo un ejercicio experimental, una prueba de concepto de lo que puede ser el futuro. «Sólo por motivos filosóficos y de ciencia básica ya es interesante. Pero es que la modificación racional de una célula con fines prácticos (química limpia, bioremediación, biofueles, medicina…) abre un nuevo mundo», reflexiona Serrano. Su grupo está modificando una bacteria para utilizarla como una «píldora viva», capaz de curar enfermedades sin alterar el genoma. Y sólo es un ejemplo.

http://www.abc.es/20100520/ciencia-tecnologia-biologia-genetica/craig-venter-vida-celula-201005201904.html

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MensajeTema: Re: Vida de bote   Miér Mayo 26, 2010 12:23 am

ya han sido capaces de de creerlo affraid
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