Biología sintética: el reto de crear vida en el laboratorio

Bacterias con ADN artificial, genomas de seis letras básicas en vez de cuatro... El viejo sueño de crear seres vivos de laboratorio está más cerca gracias a los increíbles avances registrados en los últimos años.

Si por algo se caracterizan los seres vivos, es por su elevado grado de complejidad. Incluso en una simple bacteria se producen millones de reacciones químicas por segundo, fruto de las instrucciones escritas en su material genético. Verdaderas factorías celulares transcriben y traducen en proteínas las directrices del genoma, que, como el disco duro de un ordenador, almacena la información para construir un ser vivo. Algunas de estas proteínas son enzimas que se encargan de incorporar compuestos del ambiente, degradarlos y, a su vez, construir nuevos componentes celulares, como el ADN, el ARN y más proteínas; y realizar funciones básicas para la vida, caso de la respiración celular y la fotosíntesis.

Fruto de la simbiosis entre diferentes bacterias, surgen los organismos eucariotas. Con ellos, aumenta unas 10.000 veces el volumen celular y aparecen niveles superiores de complejidad. Hay un ligero incremento en el número de genes –desde unos 5.000 en bacterias hasta cerca de 13.000 en la mosca Drosophila, usada como organismo modelo en biología, y unos 20.000 en el ser humano–. En paralelo, se desarrollan intrincados mecanismos de regulación génica que funcionan como interruptores moleculares, encendiendo y apagando la expresión de los genes. Como consecuencia de esta jerarquía genética, en organismos multicelulares como el ser humano se pueden formar hasta doscientos tipos de células diferentes, cada una con una función específica.

Dado que todas las formas de vida conocidas se basan en un mismo tipo de moléculas, es lógico que tengan un origen único, un ancestro común al que se denominó LUCA. Prueba de ello es que podemos intercambiar genes de unas especies a otras y siguen produciendo proteínas idénticas a las del organismo donante.

De esta forma, un nuevo gen que surja en un individuo y aporte una nueva función útil –una ventaja evolutiva– puede ser transmitido a otras especies, sin necesidad de que tenga que surgir espontáneamente por mutación en esas especies. Por lo tanto, a partir de los genomas de los organismos existentes, podríamos  identificar, en teoría, un número común y necesariamente reducido de genes que permitiera deducir cuál es ese contenido mínimo que debería llevar un genoma artificial.

El primer intento se llevó a cabo a mediados de los años 90, cuando empezábamos a leer –secuenciar– los genomas bacterianos. Se pudo identificar, así, el conjunto de genes compartidos entre los distintos grupos de bacterias. Otros equipos de investigación optaron por seleccionar una bacteria de vida libre como la Mycoplasma y aislar los genes esenciales tras ir eliminando en el laboratorio el resto de su genoma. De este modo comienza el reportaje de Enrique Viguera, biólogo del Área de Genética, en la Universidad de Málaga, sobre el diseño desde cero de seres vivos en el laboratorio que publica en la revista Se busca E. T. de Muy Interesante.