Un nuevo pedido de levadura de cerveza
Un cromosoma artificial combina todos los genes de ARN-t para la producción de proteínas celulares: hito en el proyecto internacional del genoma sintético de la levadura
Durante años, los investigadores han trabajado para recrear sintéticamente el genoma, o más exactamente, los cromosomas de la levadura de cerveza. Ahora ha sido posible combinar todos los genes de ARN de transferencia en un cromosoma artificial. El resultado marca un hito en el desarrollo del primer genoma eucariota sintético y abre nuevas vías para la investigación básica.
En una colaboración dirigida por el Instituto de Biotecnología de Manchester (MIB), investigadores del Instituto Max Planck de Microbiología Terrestre han logrado producir un neocromosoma de ARNt de la levadura de cerveza(Saccharomyces cerevisiae) que no se da en la naturaleza.
Este éxito marca un hito en el proyecto internacional del genoma sintético de la levadura (Sc2.0). El gran consorcio tiene como objetivo sintetizar los 16 cromosomas naturales de Saccharomyces cerevisiae y combinarlos después para formar una célula completamente sintética. La síntesis de todos los cromosomas ya ha concluido y se han publicado varios artículos en revistas de renombre.
Las levaduras se han convertido en parte integrante de los procesos biotecnológicos industriales. Producen biocombustibles, productos farmacéuticos, aromatizantes y fragancias y se han utilizado durante miles de años para hornear pan y elaborar cerveza.
Aunque ya se ha logrado construir un genoma bacteriano artificial, la situación de la levadura de cerveza es mucho más complicada. Como eucariota, tiene un núcleo celular, igual que los humanos, y sus genes están organizados en varios cromosomas. El tamaño del genoma también suele ser muchas veces mayor.
Pero la organización es limitada, explica Daniel Schindler, jefe de un grupo de investigación del Instituto Max Planck de Microbiología Terrestre de Marburgo y del Centro de Microbiología Sintética (SYNMIKRO), que es coprimer autor del estudio. "Aunque los genes están conectados funcionalmente, están dispersos por todos los cromosomas del genoma natural. Esto se debe a que la evolución no es direccional, sino que cada nuevo estado se basa en el anterior. Con la biología sintética podemos reiniciar la evolución, por así decirlo. Al construir los cromosomas desde cero, podemos reunir todos los genes de ARNt relevantes, clasificarlos y crear nuestro propio orden".
Seleccionar sólo los genes necesarios aumenta la robustez de las cepas. Además, se puede controlar el número de copias, es decir, el número de genes que codifican un producto. Así se evita el lastre, que ralentiza el crecimiento celular.
Los nuevos cromosomas también podrían almacenar información que no se da en la naturaleza. Esto abre posibilidades completamente nuevas para la investigación básica. Ahora es posible averiguar qué genes son realmente necesarios o qué funciones tienen realmente. Los investigadores también pueden crear específicamente nuevas cepas. "Por ejemplo, podemos identificar los genes responsables de la tolerancia a determinadas concentraciones de sal o temperaturas para mejorar las propiedades de las cepas", explica Daniel Schindler.
El equipo internacional también informó de la exitosa combinación de seis cromosomas sintéticos y medio en una célula funcional. El neocromosoma de ARNt se encarga de almacenar y organizar los 275 genes nucleares de ARNt de la levadura. Posteriormente se incorporará a la levadura totalmente sintética, en la que se han eliminado los genes de ARNt de los demás cromosomas sintetizados.
"Lo destacable de este proyecto es el nivel de colaboración e interdisciplinariedad con el que se está llevando a cabo. No sólo participan nuestros expertos aquí en el MIB, sino expertos de todo el mundo, desde biología y genómica hasta informática y bioingeniería", afirma el profesor Cai, jefe del Departamento de Genómica Sintética del Instituto de Biotecnología de la Universidad de Manchester y coordinador internacional del proyecto Sc2.0.
Daniel Schindler añade: "El proyecto internacional Sc2.0 implica investigación básica para ampliar nuestra comprensión de los principios genómicos, pero también allana el camino para futuras aplicaciones en biotecnología e impulsa el desarrollo tecnológico". Los avances en genética molecular y tecnologías de alto rendimiento también contribuyen a ello, como subraya Daniel Schindler. "En el pasado, nuestros objetivos solían estar en el límite de lo factible y eran muy caros. Ahora podemos hacer el mismo trabajo en una cuarta parte del tiempo y a un coste mucho menor."
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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