En un hito notable para la ingeniería genética, los científicos han construido un organismo unicelular sintético que puede crecer y dividirse de manera similar a una célula normal. El organismo, un ser vivo artificial, unicelular parecido a una bacteria llamado JCVI-syn3.0, imita el ciclo natural de división celular en los seres vivos. JCVI-syn3.0, el producto de la búsqueda de los científicos para crear una "célula mínima", tiene un total de 473 genes, menos que cualquier organismo vivo autosuficiente conocido por la humanidad. La célula artificial se desarrolló hace cinco años, pero el proceso de división no fue tan perfecto como en la naturaleza. La célula sintética podía reproducirse por multiplicación, pero dio lugar a nuevas células que tenían diferentes formas y tamaños, a diferencia de los gemelos idénticos que resultan de una célula en división natural.
Sus creadores en el Instituto J Craig Venter (JCVI), en colaboración con el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) y el Centro de Bits y Átomos del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), pasaron años buscando genes que ayudarían a restaurar la normalidad. división celular a JCVI-syn3.0. Sabían que esto era posible porque una iteración anterior de la 'célula mínima' artificial, llamada JCVI-syn1.0 se parecía a las células vivas en tamaño y se sometió a una división celular normal.
JCVI-syn3.0 es una célula artificial que establece un récord con el menor número de genes, 473. Crédito de la imagen: Mark Ellisman / NCIMR
Los científicos asumieron la laboriosa tarea de construir docenas de mutantes en los que los genes, tanto como genes individuales como en grupos, se volvieron a agregar a JCVI-syn3.0. Encontraron un conjunto específico de siete genes que de otro modo no serían esenciales que permitieron a JCVI-syn3A dividirse y parecerse a una célula bacteriana moderna. Se sabe que dos de estos genes, ftsZ y sepF, están involucrados en la división celular, y las funciones de los otros cinco genes en la división celular se establecieron por primera vez en este estudio.
Estos siete genes, cuando se agregaron a la mezcla, lograron "domesticar" el comportamiento disruptivo de JCVI-syn3.0. La célula resultante, llamada JCVI-syn3A, tiene 19 genes nuevos, de los cuales se cree que 7 permiten que la célula artificial se reproduzca de manera más regular.
Todavía hay muchas incertidumbres e incógnitas sobre JCVI-syn3A, como lo que hacen los otros 8 de los 19 genes nuevos para que la división celular se produzca de forma más natural. Incluso de los cinco genes que supuestamente se han relacionado con la división celular, solo dos genes tienen funciones conocidas. Todavía se sabe ahora cómo los otros cinco contribuyen a la consistencia de JCVI-syn3A durante la reproducción, pero una cosa es cierta: este pequeño genoma ahora representa el nuevo estándar para la experimentación que podría ayudarnos a caracterizar lo que hacen estos genes dentro de los organismos.
"JCVI-syn3A ofrece un modelo mínimo convincente para la fisiología bacteriana y una plataforma para la biología de la ingeniería", explican los investigadores en su artículo.
"Queremos comprender las reglas fundamentales de diseño de la vida. Si esta célula puede ayudarnos a descubrir y comprender esas reglas, entonces nos vamos a las carreras", dijo Elizabeth Strychalski, líder del Grupo de Ingeniería Celular del NIST, en una declaración. El logro proviene de décadas de secuenciación y análisis genómicos para desentrañar los genes individuales importantes para el proceso de división celular en los organismos vivos.
El equipo publicó sus hallazgos en la revista. Célula.
Via: FirstPost
