El genoma artificial de la levadura gana cinco nuevos cromosomas

El diseño del primer genoma de la levadura totalmente sintético alcanza con éxito un tercio de los cromosomas necesarios, todo ellos artificiales
levadura de cerveza

Contrariamente a lo que suele pensarse, la levadura es mucho más que un ingrediente necesario para que “crezcan” pasteles o el pan cuando los metemos en el horno. Este organismo, básicamente unicelular durante su ciclo de vida, produce enzimas capaces de descomponer azúcares e hidratos de carbono, entre otros sustratos, mediante fermentación. Esta propiedad es la que ya desde tiempos remotos se ha venido aprovechando para la producción de alimentos tan populares como el pan o la cerveza y, desde el siglo pasado como base para el desarrollo de la biotecnología moderna, la industria alimentaria y la producción de fármacos.

Su simplicidad bioquímica y molecular, por otro lado, la han convertido también en modelo de investigación internacional. Saccharomyces cerevisiae, el modelo de estudio por antonomasia, cuenta con tan solo 16 cromosomas que se forman en el núcleo de una única célula. Además, las distintas especies de levadura son relativamente simples de manipular genéticamente, aspecto que ha propiciado su amplio uso en la industria por su potencial de fermentación láctica y alcohólica.

Esta misma simplicidad es la que ha llevado a un consorcio internacional formado por más de 200 científicos de todo el mundo, a investigar la posibilidad de generarla sintéticamente. El primer paso, logrado ya en 2014, consistió en el primer cromosoma artificial. A este primer cromosoma se acaban de añadir ahora otros cinco, lo que supone que un tercio del genoma de la levadura es artificial. Los resultados se acaban de publicar en 7 artículos en la revista Science.

Los resultados, destaca en un editorial la citada publicación, 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 de gran valor 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  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. También abre la puerta a procesos industriales en la producción de alimentos fermentados como nuevos lácticos, probióticos y prebióticos, vinos, cervezas y pan otros productos de bollería industrial.

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