"El ADN sintético podría usarse para fines horribles, pero no debemos prohibirlo"

Entrevista con el profesor de Investigación del Departamento de Biología Celular y Molecular del Centro de Investigaciones Biológicas Jorge Bernardo Schvartzman con los lectores de El Mundo sobre el cromosoma sintético de levadura que acaban de fabricar en una universidad de EEUU

1. Hola, Señor Schvartzman. En el artículo de El mundo leo y creo entender que los «genes saltarines» provocan una redundancia de sí mismos, que no se expresa, por lo que los «constructores» de este cromosoma artificial se han ahorrado toda esa cantidad de genes, en una suerte de cromosoma «optimizado», más eficiente en el uso de código genético que el cromosoma original. Mi pregunta es si ese nuevo cromosoma «optimizado» es más sensible o vulnerable a errores en la replicación de sus genes a la hora de reproducirse la célula, comparado con el cromosoma original; es decir, saber si la redundancia causada por los genes «saltarines» presenta alguna ventaja referida a mejor inmunidad o capacidad de corrección de los errores ocasionados en el código genético. Gracias por su tiempo. Un saludo.

A lo largo de la Evolución, durante millones de años, los genomas han ido evolucionando. La secuencia de una secuencia hoy es el fruto de esa Evolución. Simplificar un cromosoma hoy tiene sus riesgos debido a que lo que estamos haciendo es sin saber lo que es esencial, cambiamos la organización de ese cromosoma. Y la incógnita es saber si se va a poder adaptar a todos los cambios ambientales que pueden surgir para el organismo. En la naturaleza las levaduras han evolucionado en un medio ambiente libre, no en un laboratorio, a una temperatura constante,etc. El cromosoma que se ha sintetizado está en un organismo que ha crecido en un ambiente óptimo para el crecimiento que no es el de la naturaleza. De cualquier forma, lo que se demuestra es que se ha podido crear un cromosoma sintético y sabremos si es estable o no, y podemos trabajar con él. Ver una aplicación inmediata a esto aún está muy lejos. Pero tenemos la herramienta para trabajar con ello.

2. ¿prodría ser un primer paso para «fabricar» superplantas, superhombres… y colonizar nuevos planetas?…o por contra irá destinado a fines militares?

Lo que se ha hecho es construir una herramienta que nos permite manipular a los paquetes de genes que son los cromosomas. Para qué se utilice esta nueva herramienta depende de los investigadores y de las preferencias que tenga la política científica en un momento determinado. Es como la historia del cuchillo. Es una herramienta muy útil en una cocina, pero puede ser usado como un arma homicida. Este cromosoma puede ser utilizado para mejorar la adaptación de un organismo a cambios del medio ambiente como por ejemplo al cambio climático. Aunque también podría ser usado para fines horribles. Pero no por ello deben ser eliminados o atacados por la opinión pública.

3. ¿Cuál seria el próximo paso en esta investigación y que avance concreto podemos esperar en un lapso breve de tiempo?

El cromosoma sintético que se acaba de construir tiene la particularidad de que no se ha partido de un ADN pre existente y mediante la técnica de cortar y pegar reproducir un cromosoma. Sino que lo que se hecho es, conociendo la secuencia de todo un cromosoma (el número 3, el tercero de menor tamaño de la levadura) se ha sintetizado en el laboratorio el cromosoma completo y a continuación se ha eliminado una serie de elementos que se consideran inútiles. Los autores están ahora estudiando si esos elementos aparentemente inútiles lo son o no. Y están investigando la estabilidad de los organismos que portan este cromosoma sintético a lo largo del tiempo. El gran problema que queda por resolver es precisamente ese, la estabilidad.

4. ¿Que son los repercusiónes de este logro? ¿Como se puede usar el cromosoma sintético?

Los autores del trabajo han intruducido dentro del cromosoma sintético una serie de elementos que permiten introducir o eliminar fragmentos de ADN casi a voluntad. Esto les permitirá modificar el cromosoma que han sintetizado poco a poco para mejorarlo. Es decir, mejorar su estabilidad y la eficiencia de transcripción de genes. de Esta manera se podrá eventualmente mejorar el rendimiento de los genes bajo ciertas circunstancias: sequías, en el caso de plantas, resistencia a infecciones, etcétera.

5. Buenos días ¿Porqué han eliminado los intrones y transposones al sintetizar el cromosoma de levadura? Gracias. Un saludo

Los autores del trabajo han previsto eliminar aquellas secuencias de ADN que consideran inútiles, como intrones, secuencias repetidas y algunos retrotransposones. Todas estas secuencias se han ido acumulando en los cromosomas a lo largo de la evolución y se las considera ADN basura porque se cree que no cumplen con una función específica. Pero los autores consideran la posisiblidad de que tengan una función . Y por ello han dejado abierta la puerta para reintroducir dichas secuencias en el supuesto caso de detectar problemas de estabilidad de los cromosomas sintetizados.

6. Buenos días Dr. Schvartzman. No he tenido oportunidad de leer el artículo completo publicado en Science ya que no poseo subscripción a la revista. Por lo que he leido en el abstract del mismo, entiendo que no se ha «fabricado» el cromosoma completo tal y como se presenta en la levadura (hablan de delecciones de regiones subtelomerica, intrones, tRNA, etc). Independientemente de que el cromosoma creado sí sea funcional en la levadura, ¿esta «fabricación» abre las puertas a una posible síntesis artificial completa de un cromosoma tal cómo está presente en una célula eucariota? ¿Cuánto de «lejos» estamos aún de crear un cromosoma humano en un laboratorio? ¿Podrían existir problemas de estabilidad molecular en dichos cromosomas que a la larga puedan generar fallos genéticos si son aplicados como biomedicina? Gracias por su tiempo. Un saludo.

El cromosoma número 3 de levadura es el tercero en tamaño en la levadura y fue el primero en ser analizado y cuya secuencia se ha conocido antes. Este trabajo es el primero que se realiza en el sentido de sintetizar el
cromosoma ya conocido al que se han añadido o eliminado secuencias. El siguiente paso es sintentizar todos los cromosomas de la levadura. En ese momento podríamos hablar de un genoma sintético, es decir, todos los cromosomas de una especie. Hay un salto enorme entre un organismo unicelular como la levadura, a uno multicelular como el ser humano. Pero lo que se ha demostrado es que es posible. Y estoy seguro que con las tecnologías que se desarrollan cada vez con mayor velocidad pronto podremos conocer la síntesis completa de un cromosoma humano.

7. Buenos días, Siempre me ha gustado mucho la investigacion, pero he acabado en el sector privado. ¿Cree que en estos tiempos es aconsejable salir de un trabajo «fijo» para decicarse a la investigación? ¿Cree que la situación del sector va a mejorar a medio-largo plazo? ¿o el futuro esta en emigrar a otros paises para investigar? Muchas gracias.

El problema de la investigación en España es su dependencia de el Gobierno de turno. Es decir, el cortoplacismo que los políticos utilizan y con el cual condicionan la financiación de la investigación. Creo que sería urgente crear una comisión parlamentaria multipartidista que minimice la incertidumbre que vivimos los estudiantes y los que nos dedicamos a investigación científica.

8. He leído que estos microorganismos sintéticos podrán producir todo tipo de productos en el futuro como medicinas, biocombustibles o productos químicos. Pero ¿podrán también usarse en el sector de la alimentación? ¿Conllevaría algún riesgo? Gracias

Las levaduras y concretamente la levadura del pan tienen una utilización importante en la industria hoy en día: el pan y la cerveza, por ejemplo. Modificar el genoma de las levaduras utilizadas puede dar lugar a una mejora significativa en la industria alimentaria. Y estoy seguro de que este tipo de aplicaciones no tardará en llegar.

9. Dicen los autores que se puede aprender Biología con este nuevo organismo con ADN sintético. ¿Qué se puede aprender que no se sepa ya quien lo ha fabricado?

Creo que la mayor utilizad inmediata de este trabajo es que nos va a ayudar a comprender mejor las funciones de ese supuesto ADN basura. Los autores han previsto la posiblidad de eliminar o agregar fragmentos de ADN en el cromosoma sintético lo que les permitirá identificar posibles funciones que hoy no conocemos.

10. ¿Tan relevante es la síntesis de un cromosoma de levadura? Era obvio que se podía conseguir, Venter y su grupo sintetizaron el genoma de una bacteria entero.Considero que le han dado demasiada repercusión, igual que cuando Venter, pero sin desprestigiarsu trabajo; parece que podamos diseñar organismos a la carta y aún no es así.

Es verdad que ya se han sintetizado una bacteria y partículas víricas. Pero esta es la primera vez que se sintetiza un cromosoma de un organismo superior. Hay que saber diferencias entre la construcción de un cromosoma artificial también de levaduras realizado ya en las décadas de los 80 y 90 por Murray y Szostak. En este caso se utilizó la tecnología del ADN recombinante para fabricar un cromosoma artificial de levaduras (YAC). Pero en este caso se trataba de cortar y pegar. De hecho, los telómeros de dicho YAC eran originalmente los de un protozoario. En este caso, la telomerasa de las levaduras reconocían las secuencias teloméricas del protozoario y agregaban las secuencias propias de la levadura. En resumen un cromosoma sintético no es igual a un cromosoma artificial.

11. Hola, la fabricación de este cromosoma se ha llevado a cabo por 60 investigadores. Sabe si en España se han realizado o se están realizando colaboraciones de estas dimensiones? Gracias!

El trabajo que acaba de ser publicado fue realizado por un equipo de más de 60 coautores de más de seis organismos de distintos países financiado por entidades públicas y privadas, como por ejemplo, Microsoft. Obviamente, no se trata de un proyecto cortoplacista. DE hecho, construir este primer cromosoma sintético les ha llevado más de seis años. Con las condiciones actuales de financiación de la Ciencia en España esto constituye una tarea imposible. Sin embargo, se están realizando proyectos de investigación en la misma línea. De hecho, nuestro grupo en el CIB trabaja en la construcción de Cromosomas artificiales de levaduras elementales. Se podría decir que la diferencia entre nuestro trabajo y lo que acaba de ser publicado es que lo nuestro se define utilizando la jerga anglosajona como un proyecto Bottom-up (de lo simple a lo complejo). Mientras que el trabajo que se ha publicado se podría definir como un proyecto Top-down (Simplificando lo complejo).

12. En qué tiempo considera usted que podrán sintetizar cromosomas más complejos de mamíferos o incluso humanos?

La velocidad de avance de las tecnologías aplicadas a la biología molecular es impresionante. Lo que hace 20 o 30 años necesitaba décadas para ser resuelto, hoy se resuelve en un año o menos. Predecir cuánto se tardará en desarrollar una tecnología más rápida que haga posible construir cromosomas sintéticos humanos no es posible. Pero sí podemos especular con que llevará menos tiempo que el que prevemos hoy en día.

 

 

Despedida

A los investigadores se nos suele acusar de refugiarnos en nuestra atalaya y desentendernos de comunicar nuestro trabajo a los no especialistas. Creo que esto es un error que debemos corregir. Los investigadores tenemos que estar dispuestos a compartir nuestro trabajo por más especializado que sea con toda la sociedad. Y eso es lo que he tratado de hacer hoy. Muchas gracias a todos por el interés y por vuestras preguntas.

Fuente: El Mundo. Aportado por Eduardo J. Carletti

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