Crean organismo semisintético mejorado
WIKIMEDIA, SQUIDONIUS En 2014, los científicos generaron un organismo semisintético que albergaba un par de bases no naturales, expandiendo su alfabeto genético de cuatro letras a seis. Pero el organismo creció mal y perdió los pares de bases no naturales con el tiempo y en condiciones menos que óptimas. Ahora, en un estudio publicado hoy (23 de enero) en PNAS, los investigadores han generado una versión más saludable del organismo semisintético que crece con fuerza y retiene los pares de bases no naturales indefinidamente.
Véase “Aumentando el alfabeto genético”
“La búsqueda de un gran desafío—aquí, crear vida artificial basada en diferentes componentes moleculares—obliga a los científicos a atravesar terrenos desconocidos donde debe resolver problemas sin guión” Steven Benner de la Fundación para la Evolución Molecular Aplicada en Alachua, Florida, quien no participó en el trabajo, escribió en un correo electrónico a The Scientist. “Este artículo es un excelente ejemplo de lo que las búsquedas de ese gran desafío pueden hacer por usted a modo de descubrimiento.”…
Lo que hicimos hace un par de años fue accionar el interruptor, y la bombilla se encendió por un segundo, dijo el coautor Floyd Romesberg del Instituto de Investigación Scripps en La Jolla, California. Nunca se había encendido antes y eso fue realmente emocionante, pero luego se apagó. Lo que hemos hecho ahora es establecer un organismo que, cuando enciendes la luz, la bombilla se enciende y permanece encendida.
Como en su estudio anterior, Romesberg y sus colegas trabajaron con Escherichia coli, a la que le añadieron un transportador que mueve trifosfatos no naturales, que se descomponen e incorporan al ADN de las células. Los investigadores truncaron el transportador para hacerlo menos tóxico, lo que condujo a una mejor retención del par de bases no naturales. También mejoraron la retención al cambiar una de las bases del par de bases no naturales por una diferente.
A pesar de estas mejoras, el organismo semisintético aún perdía el par de bases no naturales cuando estaba presente en algunos contextos de secuencia y cuando el organismo creció en ciertas condiciones de cultivo. Para abordar este problema, los investigadores aprovecharon el sistema CRISPR para inmunizar al organismo semisintético contra la pérdida del par de bases no naturales, explicó Romesberg.
El equipo introdujo plásmidos que contenían tanto el par de bases no naturales como secuencias guía. que facilitan la escisión de los plásmidos por la endonucleasa Cas9 en caso de que se pierda el par de bases no naturales. Usando este sistema, lograron una pérdida mínima del par de bases no naturales en todas las condiciones de cultivo y en la mayoría de los contextos de secuencia probados.
La estrategia basada en CRISPR es realmente inteligente, dijo Nigel Richards de la Universidad de Cardiff en Gales. y la Fundación para la Evolución Molecular Aplicada, que tampoco participó en el trabajo. Ahora, el camino a seguir es realmente poder controlar la expresión génica que contiene estas bases no naturales y pasar al siguiente paso, que es producir el ARN mensajero y luego producir proteínas con nuevos aminoácidos usando estos pares de bases, agregó.</p
Romesberg dijo que el equipo se está moviendo en esa dirección y que las aplicaciones potenciales de esta estrategia son amplias. Se podrían producir proteínas artificiales con aminoácidos no naturales, propuso. Pero las proteínas artificiales podrían ser no solo para preparar, extraer la célula y purificar como un fármaco, sino para trabajar dentro de la célula para otorgarle nuevas funciones, agregó.
Creo que se están moviendo hacia un lugar donde podemos hacer preguntas que nunca antes habíamos hecho, dijo Eugene Wu de la Universidad de Richmond en Virginia, quien no participó en el estudio. Puede haber algunas preguntas genéticas y preguntas fundamentales sobre el origen de la vida que un organismo como este podría ayudar a responder.
Y. Zhang et al., Un organismo semisintético diseñado para la expansión estable del alfabeto genético, PNAS, doi:10.1073/pnas.1616443114, 2017.
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