En 2019, un equipo de científicos de Cambridge, liderados por Jason Chin, se convirtió en noticia a nivel mundial por crear el genoma sintético más grande de la historia: la construcción del genoma completo de la bacteria Escherichia coli (E. coli). Y lo hicieron desde cero. Lo que pasó más desapercibido en este logro fue que el equipo de Chin también aprovechó la oportunidad para simplificar el genoma de la bacteria. Para conseguir esto se metieron de lleno en la genética de la bacteria. El código genético de los seres vivos describe la relación entre la secuencia de bases del ADN (A, C, G y T o adenina, guanina, citosina y timina) en un gen y la proteína que codifica. En este contexto, un codón es una secuencia de tres bases, por ejemplo TCG o TCA. Para hacer la «receta» más sencilla, los científicos reemplazaron unos codones por otros, en otras palabras, usaron otros sinónimos en la receta. Cada célula, en su código genético, tiene las instrucciones para producir proteínas, que se forman al unirse diferentes «bloques de construcción» conocidos como aminoácidos.

Con este conocimiento adquirido el equipo de Chin fue un paso más allá y desarrolló la primera célula capaz de producir polímeros artificiales a partir de bloques como los antes mencionados, que no se encuentran en la naturaleza. Los polímeros son moléculas de gran tamaño formadas por muchas unidades repetidas. Un ejemplo de ello son los plásticos y muchos medicamentos, incluidos los antibióticos. Los científicos les dan las instrucciones a la célula, modificando los codones y las células crean estos polímeros. De acuerdo con Jason Chin, esta investigación podría conducir al desarrollo de nuevos polímeros y facilitar la fabricación de medicamentos de manera confiable utilizando bacterias. La novedad es que lo hacen con bloques o aminoácidos, que no se encuentran en la naturaleza.

Cuando los científicos cambian los codones, la célula ya no tiene la molécula que puede leerlos. Esto es lo que hace imposible, para cualquier virus, infectar la célula: los virus se replican inyectando su genoma en una célula y si no pueden leer los codones, no pueden entrar a las células.

Hacer que las bacterias sean resistentes a los virus podría hacer que la fabricación de ciertos tipos de medicamentos sea más confiable y económica. Muchos medicamentos, por ejemplo, los proteicos, como la insulina, y ciertos tipos de vacunas, se fabrican mediante bacterias en crecimiento que contienen instrucciones para producir el medicamento.

Al crear bacterias con genomas sintéticos que no usan ciertos codones, los investigadores han liberado esos codones para que estuvieran disponibles para otros fines, como la codificación de aminoácidos sintéticos, llamados monómeros. “Este sistema -señala Chin en un comunicado de la Universidad- nos permite escribir un gen que codifica las instrucciones para fabricar polímeros a partir de monómeros que no se encuentran en la naturaleza. Estas bacterias pueden convertirse en fábricas renovables y programables que producen una amplia gama de nuevas moléculas con propiedades novedosas, que podrían tener beneficios para la biotecnología y la medicina, incluida la fabricación de nuevos medicamentos, como antibióticos. Nos gustaría utilizar estas bacterias para descubrir y construir polímeros sintéticos que se pliegan en estructuras y pueden formar nuevas clases de materiales y medicamentos”.

Los investigadores pudieron crear polímeros compuestos de hasta ocho monómeros unidos. Unieron los extremos de estos polímeros para formar macrociclos, un tipo de molécula que forma la base de algunos medicamentos, como ciertos antibióticos y hasta medicamentos contra el cáncer.

Fuente: La Razón (España)