Biología sintética: la ingeniería de la vida

La biología sintética es una nueva disciplina que se aproxima a la biotecnología desde un nuevo punto de vista y con herramientas más propias de la ingeniería, con el objetivo de entender cada pequeña parte de un organismo vivo para construir elementos nuevos que no se encuentran en la naturaleza.

Sus aplicaciones son casi infinitas, desde nuevas reacciones químicas, biosensores, nuevos materiales, etc. hasta microorganismos diseñados a la carta para procesos industriales.

Para conseguir estos objetivos se utilizan algoritmos y bases de datos que constituyen auténticos “mapas” del metabolismo. Del mismo modo que somos capaces de diseñar diagramas de flujo de refino para maximizar todas las etapas del proceso, los mapas de metabolismo nos permiten hacer lo mismo sobre organismos vivos. Dada la cantidad de microorganismos que hay aún sin estudiar, el número de posibles aplicaciones es casi infinito.

Para elaborar estos mapas, primero necesitamos conocer mejor el microorganismo que actuará como chasis sobre el que introducir nuestras modificaciones genéticas. Para ello, se compara su secuencia de ADN con la información genética ya conocida y, automáticamente, nuestros algoritmos realizan un modelo de su metabolismo que contiene toda la información conocida sobre las reacciones químicas, metabolitos, genes y reacciones presentes en dicho organismo y cómo se relacionan entre sí. Así obtenemos el esquema de funcionamiento de un organismo vivo y es posible “preguntarle” cómo va a reaccionar ante ciertas condiciones (cambios en su caldo de cultivo, temperatura, presencia de otros microorganismos, etc.).

Convertir residuos en energía

En nuestro caso el objetivo es conseguir que el micro-organismo pueda realizar nuevos procesos o maximizar la eficiencia de procesos que ya realiza. Un ejemplo clásico sería conseguir mejorar la eficiencia en la producción de etanol para su uso como biocombustible. Microorganismos como las levaduras, pueden generar etanol a partir de azúcar (biocombustibles 1G) o residuos de caña de azúcar (biocombustibles 2G). Puesto que el azúcar es un alimento, lo interesante es que las levaduras prioricen la producción de etanol (para ellas un desecho) frente a otras reacciones de su metabolismo (i.e. crecimiento) y partiendo de materias primas no alimentarias, como los desechos de la caña (bagazo). Aquí reside una de las grandes claves del potencial energético de la biología sintética: ser capaz de transformar residuos en energía.

Otras aplicaciones

En otros ámbitos, las posibilidades son incalculables: diseño de nuevos fármacos inteligentes, nuevos antibióticos, emplear bacterias y hongos modificados para eliminar compuestos tóxicos, terapias genéticas (para el cáncer, sin ir más lejos), reparación y regeneración de tejidos, biosensores… Al fin y al cabo, el objetivo de la biología sintética es diseñar nuevas funciones biológicas como quien diseña auténticos circuitos biológicos –como los de los ordenadores– sabiendo de antemano cómo va a funcionar y reaccionar cada pieza. De una forma programada, controlada y fiable.

Fuente: http://blogs.repsol.com/innovacion/biologia-sintetica-la-ingenieria-de-la-vida/