Diseñan proteínas artificiales no existentes en la naturaleza

El campo de la biología sintética empieza a dar sus frutos. El último estudio en esta línea, realizado en la Universidad de Princeton, ha permitido diseñar una biblioteca de proteínas totalmente artificiales, que han rescatado a una bacteria de la muerte.
En 1906, el fisiólogo estadounidense Jacques Loeb afirmó que uno de los objetivos más importantes de la Biología era la síntesis de la vida. Un siglo después, en mayo de 2010, Craig Venter, el científico que se hizo famoso por secuenciar el genoma humano, anunciaba que había logrado la primera "célula sintética".
Los grupos que se dedican en todo el mundo al objetivo propuesto por Loeb, incluido el del propio Venter, trabajan sobre fragmentos que ya existen en la naturaleza, sean genes, proteínas u otros elementos reguladores. Ahora, el grupo de Michael Hecht, en la Universidad de Princeton, ha logrado por primera vez el diseño de unas proteínas totalmente nuevas bajo el sol, aunque, eso sí, a partir de las unidades básicas de la vida, los aminoácidos.
Una proteína contiene 20 aminoácidos diferentes, que se suceden en secuencias de al menos cien unidades de longitud. Las posibilidades combinatorias superan con mucho las 100.000 proteínas que produce el organismo humano. Michael Hecht se preguntó si no era posible que otras proteínas funcionasen igual de bien, sólo que evolutivamente no hubieran tenido la oportunidad de demostrarlo.
De esa pregunta han nacido las proteínas diseñadas en el laboratorio, según se acaba de publicar en PLoS ONE. El grupo dirigido por Hecht produjo alrededor de un millón de secuencias de aminoácidos, diseñadas para que se plegaran en estructuras tridimensionales.
Los científicos insertaron las proteínas obtenidas en bacterias Escherichia coli; en concreto, habían preparado 27 cepas del microorganismo, cada una de ellas carentes de un gen vital. Tras siete días de incubación, cuatro de las cepas formaron colonias. Para asegurarse de que los microbios habían sobrevivido gracias al gen artificial introducido, y no al resultado de alguna mutación adaptativa de los cromosomas originales, los investigadores purificaron el ADN de las nuevas colonias y repitieron la inserción de la deleción genética. "Nos aseguramos de que la supervivencia se debía al ADN que colocamos; algo así no te lo crees hasta que no has hecho un montón de comprobaciones", afirma Hecth.Sin respuestasEl trabajo no aclara cómo las nuevas proteínas permitieron vivir a la bacteria. No se sabe si los nuevos fragmentos artificiales reemplazaron la actividad catalítica de los eliminados, o bien si asumieron un mecanismo completamente desconocido. De ahí que Hecht abogue por realizar más trabajos que aclaren este "punto tan importante".Michael Fisher, uno de los coautores del estudio, afirma que "para mí lo realmente fascinante de nuestro trabajo es que la información codificada por estos genes artificiales es completamente nueva, y al final ha resultado en un microbio vivo y funcional".Por su parte, Benjamin Davis, profesor de Química Orgánica de la Universidad de Oxford (Reino Unido), que también investiga en biología sintética, considera que el trabajo de Hecht es "un experimento muy limpio", aunque deja muchas preguntas sin respuesta; como si las proteínas creadas por el grupo de Hecht no han reemplazado la actividad catalítica eliminada. La investigación en todas esas posibilidades es "exactamente el tipo de experimentos que deberíamos hacer en el campo de la biología sintética".Hecth interpreta los resultados de su trabajo con modestia y desecha que suponga una acercamiento a la creación de vida artificial. "Hemos sustituido algún pequeño destornillador de la caja de herramientas que sirve para mantener la vida, pero la pregunta con el genoma artificial es: ¿se podría mantener la vida con una caja de herramientas totalmente nuevas? Y nadie está cerca de esa respuesta". (PLoS ONE 2011; 6(1): e15364
*Publicado en "Diario Médico"