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Cinco cromosomas de levadura, reemplazados por material sintético

Europa Press

Jueves, 1 de enero 1970

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Científicos han creado 5 nuevos cromosomas sintéticos de levadura, lo que significa que el 30 por ciento del material genético de un organismo clave ha sido intercambiado por reemplazos de ingeniería. En un paquete de siete nuevos estudios publicado en Science, científicos del Proyecto de Genoma de Levadura Sintética (Sc2.0) --que construyeron previamente un solo cromosoma de levadura-- informan ahora de la construcción de cinco más, lo que representa más de un tercio del genoma entero de la levadura en total. Los resultados son un avance importante en el camino hacia la construcción del primer organismo complejo totalmente sintético, que el consorcio Sc2.0 espera hacer en el futuro, intercambiando los 16 cromosomas de la levadura por otros diseñados sintéticamente. La levadura de panadería, un modelo importante para la biología sintética, ya se utiliza para hacer cerveza, biocombustible y medicina, pero una vez equipada con un conjunto completo de cromosomas sintéticos y cambiables como los diseñados aquí, este organismo unicelular podría producir mejores versiones de estos importantes productos, como nuevos antibióticos o biocombustibles más respetuosos con el medio ambiente. En marzo de 2014, investigadores liderados por uno de los pioneros en este campo, Jef Boeke, ahora en el Departamento de Bioquímica y Farmacología Molecular de la Escuela de Medicina de NYU, en Estados Unidos, construyeron por primera vez un cromosoma eucariótico de levadura, synIII. Ahora, los trabajos de investigación en este número describen el primer montaje de los cromosomas de levadura synII, synV, synVI, synX y synXII. Su trabajo va acompañado por otro artículo que establece, en términos generales, los procedimientos y objetivos de la creación de un genoma eucariota completamente sintético de la levadura de panadero. Un séptimo estudio proporciona la primera mirada a la estructura tridimensional de varios cromosomas sintéticos, incluyendo cepas con más de un cromosoma sintético. El trabajo de construcción de cromosomas representado en este paquete involucró primero el uso de un software especialmente diseñado, BioStudio, para crear cuidadosamente los cromosomas de interés. Esto incluyó hacer cambios conservadores (es decir, eliminar algunas de las regiones repetitivas y menos utilizadas de ADN entre genes). Ciertos casos implicaron el desplazamiento de grandes franjas de ADN de un cromosoma a otro. A pesar de estos cambios, informan los autores, una vez que los cromosomas alterados se colocaron en células vivas de levadura, las células crecieron normalmente. Esta plasticidad sugiere que los investigadores pueden hacer cambios aún más dramáticos, avanzando, explorando los límites de la ingeniería genómica para que la levadura produzca productos aún más útiles. Los investigadores suelen poner sitios marcadores genéticos llamados loxPsym junto con los genes que se cree que no esenciales, en sus cromosomas diseñados, por lo que podrían cambiar o eliminar estos genes y ver si la levadura con estos cromosomas manipulados sobrevive. En algunos casos, la introducción de sitios loxPsym redujo la expresión de genes esenciales, creando problemas para la levadura. Estos resultados están ayudando a los científicos a comprender mejor los componentes genéticos necesarios para la vida. El paquete de investigación también captura el desarrollo del equipo de nuevos sistemas para "depurar" los cromosomas reconstruidos; ya que, a pesar de la planificación meticulosa, los cromosomas sintéticos a veces funcionan mal cuando se incorporan en una célula viva. Los científicos deben entender por qué y las nuevas técnicas del consorcio prometen acelerar esas investigaciones. Entre otras aplicaciones, el enfoque esbozado con este trabajo allana el camino a una nueva era de manipulación génica, como en terapia génica, que actualmente se limita a la administración de un solo gen, pero podría ampliarse para permitir la entrega de redes o vías genéticas, o múltiples genes, para fines terapéuticos.

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