Un manual detalla cómo crear genomas sintéticos: clave para cultivos resilientes y fábricas celulares

Un grupo de investigadores ha resumido en un manual los pasos para crear el primer genoma eucariota sintético del mundo. Sus conocimientos podrían acelerar el desarrollo de la próxima generación de organismos diseñados, desde cultivos resilientes al clima hasta fábricas de células construidas a medida.

Biólogos sintéticos de todo el mundo, liderados por la Universidad Macquarie, en Australia, han publicado algo que describen como un manual práctico para construir genomas sintéticos a escala de organismos eucariotas. El documento, que resume los aciertos y los errores acumulados durante más de una década en el ambicioso proyecto Synthetic Yeast Genome (Sc2.0), pretende acelerar futuros intentos de diseñar vida sintética útil para la agricultura, la biotecnología y la medicina.

Proyecto Sc2.0: errores, soluciones y técnicas para construir genomas sintéticos a gran escala

Sc2.0 fue el primer esfuerzo global para rediseñar y sintetizar por completo el genoma de un eucariota: los 16 cromosomas de la levadura de pan (Saccharomyces cerevisiae), con alrededor de 12 millones de pares de bases. A partir de esa experiencia, los autores han sistematizado los “defectos de diseño y construcción” que aparecieron y las soluciones que funcionaron, ofreciendo un mapa de depuración que otros equipos podrán aplicar a proyectos más complejos. Así lo explican en un nuevo estudio, publicado en la revista Nature Biotechnology.

El manual documenta fallos concretos identificados en el laboratorio. Entre ellos, señala que "marcas de agua" genéticas, diseñadas para diferenciar ADN sintético del natural, en ocasiones alteraron funciones génicas. En consecuencia, genes considerados no esenciales resultaron ser críticos para el crecimiento en ciertas condiciones.

Además, la recuperación del genoma mitocondrial demostró ser un punto débil que requirió maniobras de rescate genético y cruce reproductivo. Esas observaciones son acompañadas de métodos, como por ejemplo herramientas combinadas de CRISPR, que los equipos desarrollaron para localizar y subsanar errores, según expresan en una nota de prensa.

La levadura sintética ofrece lecciones clave para futuros organismos creados en laboratorio

Al parecer, todo indica que “aprender haciendo”, o sea construir cromosomas sintéticos y testearlos en cada caso, revela funciones genómicas emergentes que no se detectan con aproximaciones puramente computacionales. Al mismo tiempo, los desafíos son tanto técnicos como humanos: proyectos de décadas requieren coordinación, documentación rigurosa y estrategias para compartir soluciones.

Las "lecciones" de Sc2.0 y el manual desarrollado son vitales para intentar construir cromosomas sintéticos de plantas, con la esperanza de diseñar cultivos más resilientes o fábricas celulares capaces de producir compuestos de gran utilidad. Dado que las plantas son más lentas y difíciles de manipular que la levadura, la estrategia propuesta consiste en construir fragmentos en la levadura y luego transferirlos a células vegetales, minimizando riesgos y costes experimentales.