Jef Boeke: «Estamos haciendo trampas para ganarle la partida a la naturaleza»
El creador del primer cromosoma sintético de la levadura lidera un proyecto para obtener todo un genoma artificial de este organismo clave en la Biomedicina
La levadura del pan, Saccharomyces cerevisiae , es un hongo unicelular de aspecto insignificante al que le debemos la fabricación de pan, vino y cerveza. Este microorganismo se ha empleado durante décadas para estudiar las bases de la genética y la biología de los seres eucariotas, los hongos, las plantas y los animales, así como el origen de algunas enfermedades.
En 2014 un equipo liderado por Jef Boeke , director y fundador del Instituto de Genética de Sistemas en el Centro Médico Langone de la Universidad de Nueva York, anunció que había fabricado el primer cromosoma sintético de un ser eucariota, la levadura del pan. Esta semana, Boeke visitó Madrid, invitado por la Fundación Ramón Areces, para hablar de las levaduras y su relación con la Biomedicina. Según adelantó, ya casi han logrado fabricar una versión artificial de los 16 cromosomas de la levadura , construyendo un genoma sintético con todos sus genes.
—¿Han creado una copia artificial de todos los genes de la levadura?
—No exactamente. Hemos introducido una gran cantidad de cambios en las secuencias naturales, por ejemplo, retirando partes que se repiten. Así hemos obtenido unos cromosomas que son más estables, porque no mutan ni pierden información. También hemos introducido pequeñas piezas de ADN para encender o apagar los genes y acelerar la evolución del genoma. Gracias a esto podemos hacer millones de cambios muy rápidamente o buscar cosas específicas.
—¿Podría darme algún ejemplo?
—Le daré una analogía: el genoma –el conjunto de todos los genes de un organismo– es como una baraja de 5.000 cartas. Hasta ahora podíamos barajar las cartas de una en una. Pero ahora podemos quitar muchas a la vez, cambiar el orden o incluso copiar el as de picas y meter diez de ellos. Estamos haciéndole trampas a la naturaleza para mejorar nuestra mano y ganar la partida.
«El genoma es como una baraja de 5.000 cartas. Hasta ahora podíamos barajar las cartas de una en una. Pero ahora podemos quitar muchas a la vez, cambiar el orden o meter diez ases de picas»
—¿Qué se puede lograr con este genoma sintético de la levadura?
— La levadura es el mejor microorganismo para estudiar la biología humana. Y el genoma sintético es una herramienta muy poderosa para aprender sobre el funcionamiento básico del genoma : qué cambios podemos hacer, cómo se entrelazan los genes entre sí. Y también hay aplicaciones prácticas. La levadura del pan nos da cerveza, pan y vino y se usa para obtener biofuel, vacunas y medicinas. Y en el futuro nuestra cepa artificial –con el genoma sintético y de nombre « SC2.0 »– va a tener genomas optimizados para aplicaciones concretas.
—¿Cómo va el proyecto?
—Hemos completado el 99% de la síntesis y el ensamblaje de los 16 cromosomas –después de 15 años de trabajo y una inversión de decenas de millones de euros–. Mucha gente dice: ¡Ya habéis acabado! Pero en realidad esto es solo el principio . Compartiremos esta cepa –es gratuita y accesible– con la industria e investigadores de todo el mundo para que se pueda avanzar y aprender nueva biología. Quizás después podremos crear genomas desde cero.
—¿Diría que han creado vida artificial?
—No estamos creando vida artificial, solo hemos reescrito el genoma de la levadura, pieza a pieza, hasta completarlo. Crear vida artificial requiere coger un puñado de productos químicos, mezclarlos y conseguir un organismo vivo. No sé si veremos algo así ni en las próximas décadas.
«No sé si veremos vida artificial en las próximas décadas»
—¿No consiguió Craig Venter crear vida artificial?
—No, su equipo cogió células vivas y las modificó, igual que nosotros. Esto es como actualizar el software usando un hardware ya hecho. Su estrategia de comunicación fue muy desafortunada – en 2010 el equipo de Venter aseguró haber creado la primera forma de vida sintética, después de producir de cero una copia modificada del genoma de una bacteria. Pero luego introdujo esos genes en una célula preexistente–.
—¿Y han creado ustedes una especie artificial?
—Depende de la definición de especie que usemos. Nuestra cepa, la «SC2.0», solo tiene dos cromosomas, en comparación con los 16 de la levadura natural , así que no pueden cruzarse. Por eso habríamos creado una nueva especie, según la definición clásica. Pero a la vez las secuencias de sus genes son idénticas, así que son la misma especie, según la definición más moderna.
—¿Qué se logrará en el futuro?
—Creo que va a haber avances muy grandes. Nos estamos moviendo hacia reescribir segmentos de genes de mamíferos... Todavía no el genoma completo, porque este es 200 veces mayor que el de la levadura y aún no es posible. De momento, nosotros nos centramos en el proyecto «materia oscura» .
«Estamos intentando comprender la materia oscura del genoma humano»
—¿En qué consiste?
—Estamos intentando comprender la materia oscura del genoma humano –una porción del ADN que no tiene una función evidente, que puede cambiar de posición y que a veces es muy variable o muy repetitiva–. Estamos construyendo secuencias de genes desde cero flanqueadas por esta materia oscura para intentar diseccionar cómo controla los genes y cómo afecta a funciones concretas, después de introducirlos en células madre y en ratones. Una de las cosas que intentamos es buscar cambios genéticos concretos asociados con la susceptibilidad a enfermedades .
—La tecnología ahora permite editar los genes de embriones humanos. ¿Se debe hacer?
«Creo que editar los genes será aceptable cuando se trate de curar una enfemedad terrible»
—Muchos de mis colegas dudan sobre la seguridad de estas técnicas –de nombre CRISPR o «corta-pega» genético –. Pero lo interesante es preguntarse si debemos usarlas una vez que resolvamos esos problemas. Creo que si pudiésemos salvar una vida con ellas mucha gente estaría abierta a usarlas. Otra cosa es emplearlas para mejorar a los humanos, diseñando bebés, mejorando su inteligencia o escogiendo su color de ojos. Muchos ven el genoma como algo especial, que no se ha de cambiar, pero yo no estoy tan preocupado por eso. Creo que editar los genes será aceptable cuando se trate de curar una enfemedad terrible.
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