Un equipo de investigadores ha conseguido restaurar la actividad biológica en bacterias cuyo material genético original había sido neutralizado, mediante la introducción de un genoma sintético. Este logro, dirigido por científicos del instituto JCVI y analizado en la revista Nature, representa un cambio metodológico sustancial en el campo de la biología sintética.
Una estrategia para silenciar el ADN
Para alcanzar este hito, los científicos emplearon un agente quimioterapéutico conocido como Mitomicina C (MMC). Esta sustancia induce enlaces cruzados irreversibles en el ADN, bloqueando físicamente su capacidad para replicarse o transcribirse. Al aplicarla sobre células de la bacteria Mycoplasma capricolum, el equipo logró crear un “chasis” celular estructuralmente intacto pero genéticamente inerte.
La maquinaria celular básica, incluyendo los ribosomas y las rutas metabólicas, permaneció funcional a la espera de nuevas instrucciones. Esta aproximación elimina la necesidad de que la célula receptora esté viva y compitiendo con el nuevo genoma, simplificando el proceso de reprogramación.
El trasplante y la toma de control
El paso siguiente consistió en realizar un Trasplante de Genoma Completo (WGT). Los investigadores introdujeron el genoma sintético de otra especie, Mycoplasma mycoides, en las células de M. capricolum previamente tratadas con MMC. Al estar el ADN original completamente bloqueado, no hubo competencia genética.
El nuevo genoma sintético fue interpretado de forma casi inmediata por los ribosomas aún presentes en el citoplasma, que comenzaron a sintetizar las proteínas y enzimas propias de M. mycoides. La célula, técnicamente inactiva, recuperó la capacidad de dividirse, adoptando completamente la identidad biológica de la especie donante con una eficiencia cercana al 100%, sin necesidad de agentes de selección.
Implicaciones y límites del avance
Este experimento valida la metáfora que considera al genoma como el software y a la célula como el hardware. Sin embargo, los expertos señalan que este éxito se ha logrado en microorganismos extremadamente sencillos, como los Mollicutes, que poseen genomas mínimos y carecen de paredes celulares complejas.
La técnica presenta desafíos para su aplicación en células eucariotas más complejas, donde la regulación epigenética y la compartimentación celular añaden capas de dificultad. Además, el uso de MMC podría causar daños colaterales en sistemas más grandes que degradarían la maquinaria celular antes de que el nuevo genoma pudiera tomar el control.
El futuro de la biología sintética
Este avance fundamental abre una nueva vía en la disciplina, que ya no se limita a modificar organismos existentes o a crearlos desde cero. La capacidad de aprovechar estructuras celulares evolucionadas y dotarlas de una nueva identidad genética acerca la posibilidad de crear bio-fábricas programables para producir fármacos, limpiar contaminantes o generar tejidos sintéticos.
El trabajo, publicado en el servidor de preimpresiones bioRxiv, refuerza la idea de que la vida puede entenderse como un sistema dinámico de intercambio de energía e información, donde la maquinaria celular puede ser reiniciada por instrucciones genéticas externas.
