CIENCIA. "CreATiNG", una técnica pionera para el desarrollo de cromosomas sintéticos más rápidos y económicos

"CreATiNG", una técnica pionera para el desarrollo de cromosomas sintéticos más rápidos y económicos

 

Fuente: SCIEPRO/Getty Images

20 diciembre 2023.- Investigadores de la Facultad de Letras, Artes y Ciencias Dornsife de la Universidad del Sur de California han desarrollado una técnica innovadora, llamada CReATiNG (Clonación, reprogramación y ensamblaje de ADN genómico natural en mosaico), que ofrece un enfoque más simple y rentable para construir cromosomas sintéticos, catapultando potencialmente la ingeniería genética a una nueva era con aplicaciones que abarcan desde la medicina hasta la biotecnología.

Al clonar y reensamblar segmentos de ADN natural procedentes de levadura, los científicos pudieron diseñar cromosomas sintéticos capaces de reemplazar sin problemas a sus homólogos nativos dentro de las células. Según los investigadores, este método permite la fusión de cromosomas entre diferentes cepas y especies de levadura, facilita las alteraciones estructurales de los cromosomas y permite la eliminación simultánea de múltiples genes.

"Con CReATiNG, podemos reprogramar genéticamente organismos de formas complejas que antes se consideraban imposibles, incluso con nuevas herramientas como CRISPR ", afirmó. Esto abre un mundo de posibilidades en biología sintética, mejorando nuestra comprensión fundamental de la vida y allanando el camino para aplicaciones innovadoras", enfatizó Ian Ehrenreich, autor principal del estudio y profesor de ciencias biológicas en la USC Dornsife.

El estudio, publicado en Nature Communications , revela que CReATiNG es una alternativa rentable en el ámbito de la biología sintética. El enfoque convencional implica sintetizar cromosomas o genomas completos desde cero utilizando fragmentos de ADN sintetizados químicamente, un proceso costoso y que requiere mucha mano de obra. CReATiNG, por otro lado, aprovecha piezas naturales de ADN como componentes básicos, reduciendo así significativamente los costes y las barreras técnicas asociadas con la investigación genética avanzada.

Al utilizar fragmentos de ADN natural para el ensamblaje de los cromosomas, el método allana el camino hacia una vía más accesible para que los investigadores desbloqueen nuevas soluciones a algunos de los desafíos más apremiantes de la ciencia y la medicina actuales.

Los investigadores creen que las implicaciones de CReATiNG se extienden mucho más allá del laboratorio. En el campo de la biotecnología y la medicina, podría conducir a una producción más eficiente de productos farmacéuticos y biocombustibles, ayudar en el desarrollo de terapias celulares para enfermedades como el cáncer y contribuir a los esfuerzos de biorremediación ambiental mediante la ingeniería de bacterias capaces de consumir contaminantes.

Una de las revelaciones más intrigantes del estudio es el impacto de la reorganización de los segmentos cromosómicos de la levadura en sus tasas de crecimiento. Ciertas modificaciones dieron como resultado tasas de crecimiento hasta un 68 por ciento más rápidas o más lentas, lo que pone de relieve la intrincada relación entre la estructura genética y la función biológica.

La técnica CReATiNG surge como una nueva fuerza en biología sintética, que ofrece no sólo un enfoque simplificado para la investigación genética sino también democratiza el acceso a herramientas avanzadas. Según los científicos, ahora que nos encontramos en la cúspide de una nueva era en la ciencia biológica, las implicaciones de CReATiNG tienen el potencial de dar forma al futuro de la ingeniería genética y la medicina.

Fuente: Coradini, A.L.V., Ville, C.N., Krieger, Z.A. et al. Building synthetic chromosomes from natural DNA. Nat Commun 14, 8337 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-44112-2