Un cromosoma sintético de levadura abre la puerta hacia el genoma artificial

La biología sintética, un campo de investigación muy activo actualmente cuyo objetivo es diseñar y fabricar nuevas funciones y sistemas biológicos, da un paso adelante importante con los experimentos de un equipo estadounidense que ha logrado fabricar un fragmento artificial de un cromosoma de levadura y demostrar que funciona cuando se incorpora al ser vivo.

Pero, además, esta versión sintética del trozo de cromosoma no es como la natural, sino que está optimizada y permite la reorganización de su material genético. El experimento se inscribe en la perspectiva de fabricar en un futuro todo el genoma de la levadura.

"Hemos creado una herramienta de investigación que no solo nos permite aprender más acerca de la biología de la levadura y la biología del genoma, sino que también implica la posibilidad de diseñar, algún día, genomas con fines específicos, como desarrollar nuevas vacunas o medicamentos", explica J. D. Boeke, científico de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins (EE UU) y líder del equipo que presenta hoy esta investigación en Nature.

Boeke y sus colegas han trabajado con la levadura Saccharomyces cerevisiae, cuyo genoma completo (unos 6.000 genes) ya se conoce. Su objetivo era diseñar un cromosoma sintético, una nueva versión del natural, pero cumpliendo tres reglas esenciales: que el resultado no comprometiese la supervivencia de la levadura; que estuviese más racionalizado, y que tuviera capacidad de cambio y flexibilidad genética.

Los investigadores empezaron por diseñar en ordenador unas modificaciones en las secuencias de ADN de un fragmento del cromosoma natural 9R de la levadura, que tiene unas 100.000 bases -letras químicas de los genes-, lo que supone el 1% del genoma. En el diseño del fragmento del cromosoma, los científicos planificaron cambios, por ejemplo eliminando tramos repetitivos y poco utilizados del ADN. El paso siguiente fue construir físicamente en el laboratorio el trozo de cromosoma, introducirlo en células de la levadura y comprobar su capacidad de crecer en diferentes condiciones y nutrientes. Además, han hecho también un fragmento de otro cromosoma, el 6L.

Boeke y sus colegas destacan la capacidad de inducir mutaciones y cambios en su cromosoma sintético, convirtiéndose en un sistema muy ágil de mutación y evolución de los organismos, en definitiva, una herramienta nueva para producir diversidad genética y analizar la estructura y funcionamiento del genoma.