Científicos rediseñan el genoma de E. coli con 101.000 cambios y crean una cepa única: Syn57
Enrique Hernández
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Un avance sin precedentes en biología sintética
Un grupo de investigadores del Laboratorio de Biología Molecular del Consejo de Investigación Médica (MRC) en Cambridge, Reino Unido, ha llevado a cabo una hazaña sin precedentes: reconstruir completamente el genoma de la bacteria Escherichia coli, introduciendo 101.000 modificaciones en su ADN. El resultado es Syn57, una cepa que opera con solo 57 de los 64 codones genéticos presentes en la naturaleza.
Este proyecto, descrito por Wesley Robertson como un “esfuerzo gigantesco”, representa uno de los avances más radicales en la creación de formas de vida artificiales. La modificación no solo demuestra que un código genético simplificado es funcional, sino que abre nuevas posibilidades para aplicaciones industriales y médicas.
Reducción del código genético y resistencia a virus
Los codones son secuencias de tres letras de ADN que indican cómo se ensamblan los aminoácidos para formar proteínas. Aunque existen 64 combinaciones posibles, los organismos vivos solo utilizan 20 aminoácidos naturales, lo que genera redundancias. Al eliminar codones duplicados y reemplazarlos por otros sinónimos, los científicos lograron liberar espacio genético que podría utilizarse para introducir aminoácidos no naturales o incluso otras sustancias químicas.
Esta simplificación del código permite, por ejemplo, hacer que Syn57 sea potencialmente resistente a infecciones virales. Los virus dependen del código genético de sus huéspedes para reproducirse; si este código es alterado, los virus no logran ensamblar correctamente sus propias proteínas, impidiendo su propagación.
Una nueva plataforma para proteínas sintéticas
Otro aspecto revolucionario de Syn57 es su capacidad de sintetizar proteínas con hasta 27 aminoácidos distintos, cuando lo habitual en la naturaleza son solo 20. Esto permitiría diseñar proteínas con funciones nuevas, imposibles de lograr mediante los métodos tradicionales.
Estas proteínas sintéticas podrían ser utilizadas en la fabricación de medicamentos, cosméticos o alimentos, e incluso para desarrollar materiales completamente nuevos.
La ingeniería detrás de Syn57
El desarrollo de Syn57 requirió la reescritura de más de 101.000 codones en un genoma sintético de 4 megabases. Para ello, el equipo dividió el genoma en 38 fragmentos de unos 100 kilobases cada uno, los cuales fueron sintetizados individualmente usando recombinación homóloga en levaduras.
Luego, utilizando una técnica avanzada denominada uREXER (una variante del método REXER que combina CRISPR-Cas9 y recombinación lambda-red), se integraron estos fragmentos en células vivas de E. coli, reemplazando el ADN natural por secuencias sintéticas en un solo paso.
Durante el proceso, se detectaron regiones genómicas que mostraban problemas de recodificación o ralentización del crecimiento. Para solucionarlo, se implementaron estrategias como la optimización de secuencias génicas, la reestructuración de genes superpuestos y ajustes en los codones sustituidos.
Un nuevo capítulo en la historia de la vida
Syn57 se convierte así en el organismo con mayor número de modificaciones genéticas intencionadas registrado hasta la fecha. Su creación demuestra que es posible hacer funcionar un ser vivo con un código genético radicalmente comprimido, estableciendo nuevas bases para el diseño de vida artificial.
El equipo, liderado por Jason Chin, ya había logrado algo similar con la cepa Syn61, pero con Syn57 dan un paso más allá, eliminando cuatro codones de los seis usados para codificar la serina, dos de los cuatro para alanina y un codón de parada. Cada uno fue reemplazado por equivalentes funcionales que producen los mismos resultados biológicos.
Este trabajo no solo confirma que es posible rediseñar profundamente el ADN de un organismo, sino que anticipa un futuro donde la biología sintética permita crear formas de vida adaptadas a necesidades humanas específicas, resistentes a virus, y capaces de producir compuestos totalmente nuevos.
