Desde hace una década los científicos se encuentran trabajando para generar un organismo unicelular sintético capaz de dividirse y crecer como una célula normal. Ahora, un equipo que reside en los Estados Unidos lo ha hecho posible. El descubrimiento supone un avance importante para el futuro tratamiento de las enfermedades.
La creación de esta célula sintética fue gracias a científicos del Instituto J. Craig Venter (JCVI), el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST). Los investigadores identificaron cinco genes de función previamente desconocidos que se utilizan en la división celular por casi todas las especies bacterianas modernas.
El estudio titulado «Requisitos genéticos para la división celular en una célula genómicamente mínima» fue publicado por la prestigiosa revista científica Cell. Su propósito es comprender los primeros principios de la vida.
Décadas de avance en biología sintética
No fue un trabajo fácil. Todo comenzó en 2010 cuando el JCVI creó por primera vez un organismo celular con un genoma 100% sintético llamado el JCVI-syn1.0. Seis años después, crearon una versión con menos de la mitad de genes llamada JCVI-syn3.0. Pero esta nueva célula tenía solo 473 genes para en diseño debido a que en el afán de conseguir la célula más pequeña posible le quitaron genes vitales para su reproducción y crecimiento. En general el resultado no fue del todo fue satisfactorio.
Posteriormente, crearon una nueva versión, bautizada como JCVI-syn3A, que contenía 19 genes más que la versión de 2016 pero se dividía satisfactoriamente como una célula normal. Tras un arduo e intenso trabajo, los investigadores del JCVI tuvieron que construir decenas de variantes a base de añadir y retirar genes y ver cómo afectan al crecimiento y división de la célula sintética. Ese trabajo los llevó a detectar cinco genes, que hasta ahora tenían una función desconocida pero que ahora se han logrado identificar como los responsables de la división celular en la mayoría de organismos bacterianos modernos.
Un miniacuario para mantener las células y fotografiarlas
El NIST fue el encargado de medir los cambios que se producían en las células sintéticas, observándolos a través de sus potentes microscopios. Un trabajo muy complicado debido a su pequeño tamaño y fragilidad. Por otro lado, el Centro Nacional de Investigación de Imágenes y Microscopía de la Universidad de California en San Diego también contribuyó con micrografías electrónicas de barrido críticas de las células que se utilizaban para la investigación.
Con el fin de solventar este obstáculo, los investigadores crearon un quimiostato, una especie de miniacuario para cultivar bacterias u otros organismos, donde se podía mantener a las células alimentadas y vivas bajo un microscopio ligero. Así se logró captar las imágenes de video, las cuales permitieron a los investigadores comprobar cómo las manipulaciones genéticas afectaban al crecimiento y la división de las células.
Elizabeth Strychalski, coautora de la investigación y líder del grupo del NIST, señala que el trabajo emplea la genética inversa para entender la función de los genes que están involucrados en los procesos de control de forma, tamaño y división de la célula. «Cada vez que emparejamos un gen con su función estamos más cerca de conseguir el objetivo de diseñar genomas para la ingeniería celular», concluye.
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