Una tercera part de l’essència de la vida és encara un misteri

En un article aparegut al diari “Público” (http://www.publico.es/ciencias/tercera-parte-esencia-vida-misterio.html), se’ns parla de com en un laboratori han aconseguit construir una petita cèl·lula – la més petita i viable – que té tant sols 473 gens. Però d’aquest conjunt n’hi ha 149 que no se sap que fan. El responsable de la investigació, el Dr. J. Craig Venter (https://ca.wikipedia.org/wiki/John_Craig_Venter), porta 16 anys amb l’experiment. El resultat ha estat la fabricació d’una cèl·lula mínima amb els gens necessaris per mantenir una vida simple i a més amb un genoma mínim. I per a què tot aquest esforç? Doncs per poder veure, per poder investigar, com funciona la vida.

Una tercera parte de la esencia de la vida es aún un misterio

Una célula mínima conseguida en laboratorio vive con solo 473 genes pero se desconoce la función de 149 de ellos

La bacteria Syn 3.0, con solo 473 genes en su genoma, al microscopio. MARK ELLISMAN/NATIONAL CENTER FOR IMAGING AND MICROSCOPY RESEARCH

La bacteria Syn 3.0, con solo 473 genes en su genoma, al microscopio. MARK ELLISMAN/NATIONAL CENTER FOR IMAGING AND MICROSCOPY RESEARCH

MADRID.- Una bacteria con solo 473 genes, capaz de vivir y reproducirse, constituye el nuevo récord de mínima expresión de vida y, como los anteriores, ha sido obtenida en laboratorio; no existe en la naturaleza. Aunque no es vida artificial, por mucho que algunos periodistas se empeñen, sí proporciona información interesante sobre los genes imprescindibles para la vida (con un gen menos ya no sería viable) y también subraya lo que todavía se desconoce. Sorprendentemente, se ignora el papel que juega casi un tercio -149- de los 473 genes en que esta célula viva. Muchos de estos genes misteriosos son comunes a otras formas de vida, incluidos los seres humanos.

Esta es la tercera y mínima versión (Syn3.0) de la investigación que lleva a cabo desde 1995 J. Craig Venter -el científico que dirigió el programa privado de secuenciación del genoma humano en 2000- para sintetizar una célula mínima que contenga solo los genes necesarios para mantener la vida en su forma más simple. A pesar de los 16 años transcurridos, en el caso del genoma humano ni siquiera se conoce todavía el número de genes, que se sitúa entre 20.000 y 25.000.

La bacteria ahora presentada en la revista Science no sólo tiene menos genes que versiones anteriores sino también un genoma más pequeño, formado por solo 531.000 pares de bases. Conseguirla no ha sido nada fácil y el propio Venter reconoce que él y su equipo fracasaron en su primer intento. Partiendo de la primera versión de 2010, basada en el genoma del único cromosoma de la pequeña bacteria Mycoplasma mycoides, intentaron aplicar todo el conocimiento disponible actualmente para seleccionar los genes imprescindibles e hicieron dos versiones. “Fracasamos “, reconoce Venter en la misma revista. “Me sorprendió. Está claro que nuestro conocimiento de la biología no es suficiente para sentarse a diseñar un organismo viviente y construirlo”.

Entonces, los investigadores cambiaron a otro enfoque, el de prueba y error, quitando y añadiendo genes. Construyeron así varios centenares de genomas, hasta encontrar el capaz de dar lugar a una célula viva. Este es solo un poco más pequeño que la segunda versión, basada en otra bacteria, pero se reproduce mucho más rápidamente, lo que indica que goza de buena salud y lo convierte en una herramienta versátil para investigar la vida.

Sin embargo, al desconocerse la función de nada menos que un tercio de los genes esenciales para la vida de esta célula, se limita su utilización como herramienta y al mismo tiempo crece el interés por la investigación. Posibles homólogos de este tercio en otros organismos sugieren que estos genes codifican proteínas universales cuya función se desconoce igualmente. “Nuestro objetivo es obtener una célula en la que conozcamos la función biológica precisa de cada gen”, señala el investigador Clyde Hutchison, codirector del proyecto.

El investigador J. Craig Venter. JCVI

El investigador J. Craig Venter. JCVI

Además, la nueva técnica de edición genética Crispr se presenta como un gran rival para el futuro en este proyecto de veinte años de Venter, según se encarga de resaltar la revistaNature, a su vez gran rival de Science en el mundo científico. “¿Por qué molestarse en construir nuevas formas de vida cuando se puede modificar de forma simple lo que ya existe?”, se pregunta en un artículo sobre la nueva célula mínima. Algunos especialistas creen que la edición genética ganará la partida en la mayor parte de las aplicaciones que requieren un pequeño número de alteraciones, incluidas nuevas terapias en humanos, mientras que la síntesis que practica Venter será de interés para aplicaciones más especializadas y básicas, como el diseño de nuevas formas de vida, algo que no deja de suscitar temores en la sociedad.

Los genes imprescindibles son en su mayoría los que tienen que ver con el funcionamiento celular, como los que hacen proteínas, forman la membrana celular y copian el ADN. Otros que han resultado ser imprescindibles son aquellos que no codifican proteínas pero dirigen el comportamiento de otros genes. También hay algunos que funcionan en pares y, aunque parecen prescindibles de uno en uno, resulta que hay que conservar al menos uno. Entre los genes prescindibles están los que producen nutrientes, porque estos se proporcionan de forma externa en el cultivo celular. La bacteria, en palabras de Venter, no hace nada mágico, sólo vive, come, y se reproduce autónomamente.

Venter es un científico y empresario estadounidense de la genética, que tiene su propio instituto, el J. Craig Venter Institute (JCVI), asociado a la la empresa Synthetic Genomics, que también fundó. Su objetivo es encontrar aplicaciones industriales para esta línea de investigación pero sus intentos, entre otros, de obtener de algas una alternativa al petróleo y de fabricar medicinas con métodos distintos no han obtenido por ahora éxito comercial.

Según explica el instituto, una célula se parece mucho a un ordenador; el genoma es el software que codifica las instrucciones de la célula y la maquinaria celular es el hardware que interpreta y hace funcionar el software genómico. Los grandes avances en las técnicas de ADN han hecho posible que los biólogos se comporten como ingenieros de software y reescriban genomas completos para programar nuevos sistemas. El programa de célula mínima, subraya el instituto, ha producido nuevas herramientas y procesos semiautomáticos para la síntesis de genomas enteros, que ya comercializan.