Los científicos han creado una bacteria con un código genético más aerodinámico, y más entrometido, que cualquier otra vida en la Tierra.
Esta bacteria, un sintético Escherichia coli llamado SYN57, ha sido diseñado para construir su cuerpo utilizando solo 57 de los 64 ‘codones‘que han servido a todos los organismos conocidos durante miles de millones de años.
La receta de la vida está escrita en un lenguaje que utiliza 64 codones diferentes, cada uno compuesto por un triplete de nucleótidos. Son las largas oraciones de los codones de ‘tres letras’ las que componen nuestro ADN y ARN.
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Proporcionan a nuestras células las instrucciones esenciales para traducir la materia ordinaria en los componentes básicos de la vida, los aminoácidos, que están enhebrados en secuencia para formar proteínas.
Cuando una célula está construyendo proteínas, ‘lee’ la secuencia de codones, escrita usando esos 64 trillizos de nucleótidos, para saber qué aminoácidos agregar a continuación y cuándo detenerse.
Pero este sistema tiene algunos duplicados inexplicables. Todos los seres vivos naturales pueden construir las proteínas que necesitan con solo 20 aminoácidos, lo que significa que muchos codones son dobles sinónimos.
SYN57 elimina algunos de estos codones aparentemente redundantes. Otros equipos han estado trabajando para este objetivo, pero un equipo de la Laboratorio del Consejo de Investigación Médica de Biología Molecular en el Reino Unido es el primero en obtener una forma de vida a la marca de 57 codones, un registro que suplanta el Logro previo de un genoma de 61 codones.
Al ingeniería de todo el genoma desde cero, los investigadores se propusieron eliminar cuatro de los seis codones asociados con la serina de aminoácidos, dos de los cuatro codones de alanina y un codón de ‘parar’. Cuando estos codones redundantes aparecieron en el genoma de las bacterias, los investigadores los sustituyeron con codones sinónimos que dan las mismas instrucciones.
Esto requirió más de 101,000 cambios en el código genético. Estos fueron planeados primero en la computadora, en fragmentos de 100 kilobytes, y luego vino el arduo trabajo de ensamblar el gen.
Para asegurarse de que no estaban insertando cambios fundamentalmente dañinos en los microbios, el equipo probó pequeños fragmentos del genoma sintético en bacterias vivas poco a poco, eventualmente uniendo todo para formar la tensión final y completamente sintética.
“Definitivamente pasamos por estos períodos en los que pensamos, ‘Bueno, ¿será esto un callejón sin salida, o podemos ver esto a través de esto?'”, Dijo el biólogo sintético Wesley Robertson, uno de los autores principales del estudio, dijo New York Times Periodista Carl Zimmer.
Es una tarea masiva que muestra que la vida puede sobrevivir con un plan genético significativamente comprimido. También potencialmente libera a los codones restantes para que se les asigne diferentes roles.
“SYN57 tiene más espacio para introducir más aminoácidos no canónicos, presentando mayores oportunidades para expandir el código genético aún más “, el equipo dice en un comunicado de prensa. “Esto permitirá a los investigadores desarrollar polímeros sintéticos innovadores y macrociclos”.
Y porque el código genético ‘no canónico’ de Syn57 debería ser ilegible para los microbios ‘naturales’, como virusque operan tomando la producción de proteínas celulares, esta bacteria debería poder resistir su infección. Eso podría ayudar a reducir los costos de la ‘agricultura’ industrial de proteínas bacterianas, donde el brote viral es un gran revés.
Este genoma ilegible también puede esterilizar efectivamente las bacterias genéticamente modificadas, una perspectiva atractiva para abordar las preocupaciones sobre los genes modificados que se derraman en el medio ambiente natural.
“Entonces podemos evitar el escape de la información de nuestro organismo sintético”, “, Robertson le dijo a Zimmer.
“Este trabajo ejemplifica cómo la síntesis del genoma puede mover las secuencias del genoma de los organismos a nuevas regiones de espacio de secuencia a las que puede no haber sido accedido por la vida natural”, el equipo concluye.
Esta investigación fue publicada en Ciencia.