¿Vida artificial? Claramente no

Craig Venter es como el rey Midas ya que todo lo que toca se convierte en oro. O al menos en espectáculo. El titular no puede ser más desafortunado: Creada vida artificial. Pues no, eso no es cierto.

Hay que recordar que hace dos años Venter y compañía saltaban (otra vez) a la fama mediática con  un artículo titulado Complete Chemical Synthesis, Assembly, and Cloning of a Mycoplasma genitalium Genome
En aquél momento ya se habló de vida artificial cuando en realidad se trataba de un logro tecnológico de ensamblado de un cromosoma a partir de sus componentes básicos. Lo comenté en el post
¿Cerca de crear vida artificial? donde, para variar, me mostré crítico con el tratamiento de la noticia.
Hoy hay que mostrarse de nuevo crítico (según escribo esto oigo en la radio "la célula creada en laboratorios químicos" porque la noticia es inexacta.

El artículo se titula Creation of a Bacterial Cell Controlled by a Chemically Synthesized Genome, es de acceso libre y no imposible de entender para los que no somos especialistas en nada. ¿De qué va todo esto? Intentaré explicarlo dentro mis limitaciones.

Fragmento de genoma de M. mycoides

Craig Venter tiene un proyecto (entre otros también muy rompedores) que consiste en llegar a construir un genoma que sea capaz de generar propiedades nuevas en una célula. Este paso es uno más en ese camino pero la meta parece aún lejana como comentaré al final. Les pongo el resumen original y traducido:

We report the design, synthesis and assembly of the 1.08-Mbp Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0 genome starting from digitized genome sequence information and its transplantation into a Mycoplasma capricolum recipient cell to create new Mycoplasma mycoides cells that are controlled only by the synthetic chromosome. The only DNA in the cells is the designed synthetic DNA sequence, including “watermark” sequences and other designed gene deletions and polymorphisms, and mutations acquired during the building process. The new cells have expected phenotypic properties and are capable of continuous self-replication. 
Comunicamos el diseño, síntesis y ensamblaje del genoma de 1,08 Mbp de Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0 a partir de una secuencia genómica digitalizada y su transplante en el interior de una célula receptora de Mycoplasma capricolum para así crear nuevas células de Mycoplasma mycoides controladas exclusivamente por el cromosoma sintético. El único DNA en el interior de las células es la secuencia del DNA sintético diseñado, que incluye secuencias que actúan como una "marca de agua" y otras modificaciones diseñadas como deleciones, polimorfismos y mutaciones, adquiridas durante el proceso de construcción. Las nuevas células tienen las propiedades fenotípicas esperadas y son capaces de autorreplicarse continuadamente.

Les hago un resumen de lo que he entendido del artículo y comentarios que he leído en otros lugares:

• Mycoplasma es un género de bacterias que contienen genomas mínimos, los más pequeños de los seres vivos autónomos (descarten virus y parásitos) que se conocen. Son por tanto, un buen sujeto de experimentación.
• La célula de Mycoplasma mycoides contiene un único cromosoma circular de ADN formado por 1 millón de pares de bases, los componentes básicos del ADN.
• Comienzan con una célula que está viva y tiene todos sus mecanismos celulares intactos.
• Se le extrae el cromosoma y se le secuencia para "leer" la secuencia exacta de bases que forma ese cromosoma. 
• Con esa secuencia almacenada en un ordenador, se pone la cocina a funcionar y se van ensamblando bases. Primero en trozos pequeños, de unos 1000 pares de bases (1 kpb). Luego estos se ensamblan para formar cadenas (109) de unos 10 kpb y con estos se vuelve a hacer lo mismo para lograr 11 trozos de 100 kbp. Finalmente, la unión de estos consigue formar un cromosoma igual químicamente al original.
• No todos los pasos de ensamblaje se hacen in vitro , sólo los de los trozos más pequeños; el resto se ensamblan en el interior de células vivas (de levaduras en este caso mientras que en su trabajo del 2008 lo habían hecho tanto en bacterias, Escherichia, como en levaduras, Saccharomyces).
• El nuevo cromosoma se implanta en una célula de otra especie: Mycoplasma capricolum, previamente desposeída del suyo. 
• La "nueva" célula (maquinaria celular de Mycoplasma capricolum y cromosoma copia de Mycoplasma mycoides) funciona sin problemas y consigue dividirse y formar colonias de  Mycoplasma mycoides.

Lo cual sugiere que el cromosoma "sintético" es igual de funcional que el "natural", algo que no debería ser una sorpresa para nadie ya que se trata, al final, de una molécula donde no importa la vía de síntesis sino la corrección en la secuencia.
¿Dónde está el logro? Pues en haber depurado la técnica de ensamblaje de bases para conseguir el cromosoma completo. Eso es un logro enorme. Lo demás es muy atractivo pero, insisto, no sorprendente.
¿Ha conseguido el equipo de Venter algo que tenga remotamente que ver con una célula artificial? No. La maquinaria celular sigue siendo la "natural" ya que su complejidad está fuera de nuestro alcance tecnológico por el momento. ¿Han "creado" un genoma nuevo? No. El genoma es casi idéntico al natural, no tiene ningún gen diseñado ni aporta ninguna función nueva a la célula. Las diferencias son que han insertado un gen llamado lacZ para que las colonias tengan un elegante color azul y que han quitado 14 genes para eliminar la capacidad patógena del original.

¿Qué sería realmente "vida artificial"?
Desde luego no sería mezclar genomas de organismos diferentes para generar un cóctel genético, aunque este sea viable, ya que estaríamos solamente jugando al ensayo y error con piezas ya existentes. Algo más ajustado a la expresión sería, por ejemplo, crear una bacteria para degradar cierto tipo de hidrocarburos y luego morirse sin dejar rastro. Para ello deberíamos planificar qué nuevas rutas metabólicas serían necesarias (no existirían en la naturaleza), qué nuevas enzimas deberían ser sintetizadas (no existirían en la naturaleza) y cómo programar el reloj biológico que garantizara la desaparición de los organismos sin efectos secundarios en el ecosistema. Todo esto debería ser trascrito a código genético (en una especie de ingeniería inversa) y esos genes serían sintetizados a partir de los nucleótidos básicos junto con todos los necesarios para la funcionalidad de la célula. A partir de ahí tal vez sería posible hablar de "organismo de síntesis artificial" aunque seguramente sería necesario acudir a células ya existentes para aprovechar su complejidad, fruto, a fin de cuentas, de unos pocos miles de millones de años de evolución.
No tengo duda de que esa meta se alcanzará pero aún nos queda un poco lejos.

Pescando genomas

Nos aguardan muchas sorpresas. Un barco de vela de apenas 30 m de eslora y 6 personas de tripulación, el Sorcerer II, se da un paseo por la costa Este de Norteamérica, cruza el canal de Panamá, y llega a las islas Galápagos. Por el camino, cada 200 millas (320 km) toma muestras de microorganismos marinos. Los resultados se han publicado en varias revistas como, por ejemplo, PloS Biology, de acceso abierto (DOI:10.1371/journal.pbio.0050077) donde firman 40 autores de 12 instituciones diferentes. El titular del resumen de prensa dice ya lo suficiente:

Más de 6 millones de nuevos genes, cientos de nuevas familias de proteínas y una increíble diversidad microbiana descubiertas en la primera fase de la expedición oceánica del Sorcerer II.

La iniciativa es de J. Craig Venter, uno de los pioneros en la secuenciación del genoma humano cuando fundó Celera Genomics Group. Después creó el J. Craig Venter Institute, una institución sin ánimo de lucro que se dedica a la investigación genómica.

En una primera expedición en el mar de los Sargazos (Science, DOI: 10.1126/science.1093857) se secuenció un millón de genes y se determinaron unas 1800 especies de bacterias planctónicas de las cuales unas 150 eran nuevas para la ciencia. Actualmente se planea una expedición alrededor del mundo con el objetivo final de elaborar un “catálogo genómico” de la inmensa diversidad de microorganismos marinos. Los datos de la expedición de los Sargazos pueden descargarse libremente (uns cientos de Mb) en la página de la expedición del Sorcerer II.

Lógicamente, este trabajo no está libre de críticas y en muchos lugares se ha acusado a Venter de biopiratería o cosas peores. Estas posturas están alimentadas por las claras implicaciones éticas de algunos proyectos pasados y tal vez presentes como el de crear vida artificial mediante la construcción de un genoma mínimo, suficiente para codificar una forma de vida. ¿Cuántos genes hacen falta para eso? No muchos: Mycoplasma genitalium, una bacteria que vive en nuestro tracto urinario se arregla con sólo 517 genes, codificados con 580070 nucleótidos. No son muchos y tal vez no todos son imprescindibles. En el próximo post ampliaremos información.

Mycoplasma genitalium, su libro de instrucciones apenas tiene un par de cientos de páginas