Han pasado 57 años desde que Watson y Crick descifraron la estructura del genoma humano. Veinticinco años más tarde, los biólogos descubrieron las enzimas de restricción que cortan el código genético en lugares específicos separando y uniendo trozos de ADN*. Con este descubrimiento nació la ingeniería genética. Al acabar el siglo pasado se descifró el genoma humano, tarea multinacional en la que trabajó el doctor J.C. Venter.

LA IDEA
Hace 15 años, aun antes de terminar el genoma humano, Venter tuvo la idea de intentar la construcción de un genoma sintético. Para entonces ya se habían logrado muchos avances en ingeniería genética, siendo uno de los primeros y más espectaculares la inserción de trozos del genoma de la luciérnaga en plantas de tabaco, lo que lograba que fosforecieran. La tecnología de manipulación del código genético fue avanzando. Un logro histórico fue la oveja clonada Dolly, luego se produjeron plantas genéticamente modificadas para resistir insectos y herbicidas, entre otros logros.

El experimento de Venter comenzó con el organismo vivo más pequeño que tiene un código genético completo, la bacteria “Micoplasma genitalium”, de unos 500 genes. Luego de quitarle 100 genes lograron que la bacteria se reprodujera, confirmando el requisito mínimo para sintetizar un cromosoma bacterial que se propague. El proceso tomó muchos años y recién en el 2007 los biólogos Venter, Smith y Huchison lograron trasplantar un cromosoma de una especie de microbio a otra.

1’080.000
Un año más tarde cambiaron de bacteria, compraron de una empresa dedicada a secuenciar genomas 1.000 secuencias, de 1.080 bases cada una (un millón ochenta mil bases); un genoma completo de la bacteria “Micoplasma micoides”. Usando levadura, juntaron primero 10.000 secuencias de bases, luego 100.000 y finalmente todo el genoma para construir un cromosoma igual al del “M. micoides”, pero le incluyeron secuencias artificiales (que no existen en la naturaleza) para diferenciarlo del genoma natural del microbio.

El hacer todos estos experimentos requirió de 40 millones de dólares y 20 personas trabajando por más de 10 años hasta que pudieron armar un cromosoma artificial igual al del “M. micoides”, pero que contenía secuencias que lo diferenciaban del natural. Para lograr su propósito, el insertar un genoma “ensamblado” en el laboratorio y hacer que se reproduzca, usaron otra bacteria. En lugar del “M. micoides” lo insertaron en el “Microplasma capricolum”, un pariente cercano que tiene la característica de reproducirse más rápido.

Después de algunos intentos fallidos, finalmente las bacterias con el genoma sintético se comenzaron a reproducir. Lo importante es que, a pesar de haber sido incorporado en un “M. capricolum”, el código genético comenzó a reproducir el “M. micoides”. La célula original (“M. capricolum”) fue transformada en “M. micoides”, cuyo genoma, artificialmente ensamblado, le había sido introducido. Es la primera vez que se logra ensamblar un genoma con bases naturales, introduciendo pedazos de código creados artificialmente, y lograr que este produzca la célula programada.

NO ES VIDA SINTÉTICA
Es importante recalcar que no se trata de una forma de vida sintética, ya que el genoma fue armado con bases extraídas de un microbio existente y fue introducido en una célula existente. Sin embargo, el hecho de poder construir un genoma de acuerdo con un modelo e introducir variantes que no existen en la naturaleza (o al menos que nunca se han visto antes) es un primer paso importante. Esta tecnología aún no puede producir microbios diseñados para una finalidad específica, como sería producir petróleo de algas o medicamentos de microbios, que serían las aplicaciones futuras deseadas. La meta de producir genomas diseñados para hacer combustibles o fármacos es aún una realidad muy distante.

Para ilustrar las dificultades de este impresionante logro, basta decir que el ancho de la cadena de ADN es entre 2,2 y 2,6 nanómetros, esto es menos de 3 millonésimas de milímetro. Se trata de dimensiones demasiado pequeñas para reflejar la luz visible, por lo que no pueden observarse en un microscopio óptico. El manejo de los segmentos y bases de ADN se hace por medio de enzimas usando levadura y procesos sumamente complicados. Esta es la razón por la cual les tomó más de una década a 20 profesionales altamente calificados lograr el experimento descrito. Por ser el genoma sintético casi idéntico al de la bacteria natural, el mérito del experimento no está en la naturaleza de la bacteria resultante, sino en la técnica para crear un genoma casi idéntico al de la naturaleza.

EL FUTURO
Por último, para dar una idea de la diferencia de escala que supone cualquier manipulación de un organismo superior es suficiente comparar el nivel de complejidad. Cuando hablamos de los micoplasmas con los que trabajó el grupo de Venter, nos referimos a cromosomas de 600.000 bases y un microbio con 500 genes, de los cuales se podría eliminar 100 sin ningún efecto. Un primate, como el humano, tiene 32.185 genes con 3.079’843.747 bases.

Es importante recalcar que no solo estamos muy lejos de una modificación significativa en un animal superior, aún estamos lejos de la modificación de una bacteria que obedezca a un programa destinado a la producción de algo útil. También es necesario repetir lo que dijo uno de los científicos que participaron en el experimento: “Es el comienzo, todavía no sabemos lo que pueden ser los beneficios y los riesgos a largo plazo”. Lo seguro es que, como es el caso con todos los descubrimientos científicos, no hay marcha atrás.

* EL CÓDIGO DEL GENOMA, ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN), CONSTA DE CUATRO MOLÉCULAS LLAMADAS NUCLEÓTIDOS: ADENINA (A), GUANINA (G), TIMINA (T) Y CITOSINA (C). ESTAS FORMAN LAS BASES, “PELDAÑOS” DE LA “ESCALERA DE CARACOL”, ATADAS POR LA ESTRUCTURA DE AZÚCARES Y FOSFATOS DE LA DOBLE ESPIRAL.