Hacia el primer genoma artificial de la levadura

Un consorcio internacional de científicos ha dado un paso más en el diseño del primer genoma de la levadura totalmente sintético. En total, han logrado crear cinco nuevos cromosomas artificiales, lo que representa más de un tercio del genoma completo de la levadura. Siete artículos científicos recogen en Science el concepto y proceso que ha permitido integrar estos nuevos cromosomas artificiales de la levadura en células de acogida.

La levadura natural es un organismo importante para la fabricación de medicamentos, cerveza y biocombustibles, pero su función podría mejorar con el diseño de cromosomas sintéticos y sustituibles, para producir mejores versiones de las materias primas. Esto implicaría crear antibióticos nuevos o combustibles más eficientes con el medioambiente.

Un consorcio internacional de más de 200 científicos llamado Proyecto Levadura Sintética había logrado crear en marzo de 2014 un cromosoma artificial de levadura. Ahora, según informa la revista Science en un especial, se suman cinco cromosomas sintéticos más, lo que representa más de un tercio del genoma total de la levadura.

Los resultados suponen un gran avance hacia la creación del primer organismo completamente sintético. El grupo de científicos espera poder completarlo a finales de este año al sustituir los 16 cromosomas de la levadura por los artificiales.

Las células de la levadura que lleven su genoma completo, denominado Saccharomyces cerevisiae 2.0 o Sc2.0, “serán muy valioso para aplicaciones académicas e industriales”, explica Joel Bader, de la Escuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins (EE UU), y autor principal de uno de los siete estudios que publica Science.

Según este trabajo, el diseño del genoma de Sc2.0 será un 8% más pequeño que el genoma de la levadura natural, del que se ha eliminado ADN “basura” no codificante y otras secuencias genéticas reubicadas que pueden hacer que el ADN sea inestable y propenso a mutaciones.

A pesar de estos cambios, según informan los autores, una vez que los cromosomas alterados fueron colocados en las células vivas de la levadura, estas crecieron con normalidad. Esta plasticidad sugiere que a partir de ahora los investigadores podrán realizar cambios con un alcance aún mayor, explorando los límites de la ingeniería genética para conseguir que la levadura genere productos todavía más útiles.

Estos resultados ayudan a los científicos a entender mejor los componentes genéticos necesarios para la vida. Entre otras aplicaciones, se abre el camino a una nueva era de terapia génica en la que los científicos podrían proporcionar no solo un único gen, como se hace en la actualidad, sino redes enteras de genes humanos para fines terapéuticos.

Referencias bibliográficas:

S.M. Richardson et al. “Design of a synthetic yeast genome” Science 9 de marzo de 2017

L.A. Mitchell et al. “Synthesis, debugging, and effects of synthetic chromosome consolidation: synVI and beyond” Science 9 de marzo de 2017

Z.-X. Xie et al. “Perfect” designer chromosome V and behavior of a ring derivative” Science 9 de marzo de 2017

Y. Wu et al. “Bug mapping and fitness testing of chemically synthesized chromosome X” Science 9 de marzo de 2017

W. Zhang et al. “Engineering the ribosomal DNA in a megabase synthetic chromosome” Science 9 de marzo de 2017

G. Mercy et al. “3D organization of synthetic and scrambled chromosomes” Science 9 de marzo de 2017

K. Kannan et al. “Yeast genome, by design” Science 9 de marzo de 2017

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