¿Cuál es el futuro de la biología sintética?

En julio pasado, los científicos crearon la primera célula sintética, un organismo que está controlado por un genoma sintetizado químicamente, editado en una computadora y unido en el laboratorio. Un año después, los biólogos del Quinta Biología Sintética Anual conferencia en la Universidad de Stanford todavía están luchando para dar el siguiente paso en el campo. Reteniéndolos son los caprichos de la biología en sí, y el gasto y el tiempo necesarios para pasar de la idea al organismo diseñado.

Si bien la creación de la célula sintética, en el Instituto J. Craig Venter, insinúa un futuro en el que los biólogos sintéticos pueden rediseñar las células vivas para realizar cualquier tarea que sueñen, ese objetivo aún está distante. La mayoría de las investigaciones se han centrado en persuadir a los microbios para que realicen tareas similares a las que ya hacen, como transformar el azúcar en combustibles mediante procesos y materiales que se asemejan a los que utilizan en la naturaleza.

La biología sintética se esfuerza por hacer que la biología molecular se parezca más a la ingeniería, con materiales y piezas predecibles que se pueden unir de formas predecibles. Como demuestra la célula sintética, los científicos ahora tienen las herramientas para editar una secuencia genética existente en una computadora, usar máquinas de síntesis de ADN para crearla en fragmentos y unirlos en el laboratorio. (Esta ruta es solo una de las muchas que están tomando los biólogos sintéticos). Pero aún es difícil predecir qué harán las células después de ser alteradas. Los investigadores a menudo se ven obstaculizados por el impulso natural de las células de crecer y vivir como les plazca, lo que en muchos casos debe superarse para que puedan hacer algo útil de manera eficiente.



Uno de los mayores obstáculos radica en la creación y ensamblaje de materiales de partida: trozos modulares de ADN que codifican una función en particular y se sintetizan en el laboratorio. Crear este ADN requiere mucho tiempo y es caro. Como cualquier producto comercial, debe diseñarse, fabricarse y probarse. Incluso hacer cambios relativamente pequeños puede requerir mucho trabajo, mucho tiempo y mucho dinero.

Algunas secuencias tardan dos meses en sintetizarse, mientras que otras no se pueden hacer en absoluto, por razones que aún no se comprenden, dijo. Reshma Shetty , cofundador de Ginkgo Bioworks, una startup que ensambla partes de ADN. Shetty dijo que la compañía usa automatización basada en software para diseñar bloques de construcción y otras partes, y para controlar robots de manejo de líquidos que los mezclan a partir de piezas de ADN solicitadas a otras compañías que se especializan en síntesis de ADN. Es este último paso el que actualmente constituye un cuello de botella importante. La compañía ha estado rastreando cuánto tiempo toman las secuencias para hacer y qué fuentes lo hacen más rápido.

El gasto y el tiempo que implica la creación de nuevos organismos limitan la creatividad, dijo Pamela Plata , profesor de biología de sistemas en la Universidad de Harvard. Cada vez que los biólogos sintéticos prueban un nuevo diseño, tienen que pagar para que se sintetice el ADN, esperar a que regrese, introducirlo en las células y probarlo. Todo esto, dice Silver, significa que los biólogos sintéticos son comprensiblemente reacios a fallar y aprender de sus fallas.

Todavía creo en el sueño de que algunos de ustedes eventualmente podrán sentarse frente a una computadora, diseñar un experimento y obtener el ADN al día siguiente, le dijo a la multitud. Para que la biología sintética cumpla su promesa, la síntesis de ADN debe ser barata, rápida, predecible y precisa, y estar abierta a todos, incluidos los investigadores cuyos laboratorios no tienen muchos equipos o fondos.

Afortunadamente, el costo de la tecnología de síntesis de ADN, al igual que el de la tecnología de secuenciación de ADN, está disminuyendo rápidamente. Iglesia de San Jorge , director del Centro de Genómica Computacional de Harvard, señaló en su charla que los costos de las tecnologías de secuenciación y síntesis de ADN han disminuido a un ritmo asombroso, últimamente en un factor de 10 cada año.

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