Por John Craig Venter
Comunicado a la prensa 20 de mayo de 2010
"Durante casi 15 años Ham Smith, Clyde Hutchison y el resto de nuestro equipo han estado trabajando en esta publicación de hoy - el éxito de nuestro esfuerzo para construir una célula bacteriana totalmente controlada por un genoma sintético. Esta investigación nos ha agotado, pero también nos ha centrado en abordar las implicaciones sociales de lo que creemos será una de las tecnologías más potentes y conductora industrial que permita una sociedad mejor. Esperamos seguir examinando con interés y diálogo las aplicaciones importantes de este trabajo para garantizar que se utilice en beneficio de todos. "
Según el Dr. Smith, "Con esta primera célula sintética bacteriana y las nuevas herramientas y tecnologías que hemos desarrollado para completar con éxito este proyecto, ahora tenemos los medios para diseccionar las instrucciones genéticas en conjunto de una célula bacteriana y ver y entender cómo funciona de verdad. "
Para completar esta última etapa en el proceso de casi 15 años para construir y dar vida a una célula sintética, los científicos JCVI comenzaron con el genoma preciso, digitalizado de la bacteria, M. mycoides. El equipo diseñó 1.078 casetes específicas de ADN que fueron 1.080 pares de bases. Estas cintas fueron diseñadas de manera que los extremos de cada casete de ADN se superponen cada uno de sus vecinas por 80 bp. Las casetes se realizaron de acuerdo a las especificaciones JCVI por la empresa la síntesis de ADN, Blue Heron Biotecnology.
El equipo empleó un proceso de tres etapas con su sistema de montaje descrito previamente para levadura y construir el genoma con 1,078 casetes. En la primera etapa debían tomar 10 casetes de ADN en el momento de crear segmentos de 110, 10.000 pares de bases. En la segunda etapa, estos segmentos de 10.000 pares de bases se toman a razón de 10 a la vez para producir once segmentos de 100.000 pares de bases. En el paso final, los segmentos 11, 100 kb se unen con el genoma completo de síntesis en células de levadura y crecen como un cromosoma artificial de levadura.
El genoma sintético completo de la M. mycoides fue extraído de la célula de levadura y trasplantado en la Mycoplasma capricolum como célula receptora de la que se habían eliminado los genes que producen las enzimas de restricción. El ADN del genoma sintético fue transcrito en el ARN mensajero, que a su vez se tradujo en nuevas proteínas. El genoma de la M. capricolum fue destruido, ya sea por las enzimas de restricción de la M. mycoides, o se perdió durante la replicación celular. Después dos días células viables de la M. mycoides, que sólo contenía ADN sintético, eran claramente visibles en las cápsulas de Petri con medio de cultivo bacteriano.
La síntesis inicial del genoma sintético no dio lugar a células viables por lo que el equipo JCVI desarrolló un método de corrección de errores para comprobar que cada casete fuese biológicamente funcional. Lo hicieron mediante una combinación de 100 kb de segmentos naturales y sintéticos de ADN para producir los genomas semisintéticos. Este enfoque permitió el análisis de cada segmento sintético en combinación con 10 segmentos naturales para ver su capacidad de ser trasplantados y formar células nuevas. Diez de los 11 fragmentos sintéticos dieron lugar a células viables, por lo que el equipo redujo el problema hasta una cinta única de 100 kb. La secuenciación de ADN reveló que una supresión de pares de bases individuales en un gen esencial era responsable de los trasplantes sin éxito. Una vez que este error de un par de bases se corrigió, la primera célula sintética viable se había creado.
El Dr. Gibson indicó: " Para producir una célula sintética, nuestro grupo tuvo que aprender a secuenciar, sintetizar, y trasplantar genomas. Se tuvieron que superar muchos obstáculos, pero ahora somos capaces de combinar todos estos pasos para producir células sintéticas en el laboratorio. “Y añadió: "Ahora podemos empezar a trabajar en nuestro objetivo final de la síntesis de una célula mínima que sólo contiene los genes necesarios para sostener la vida en su forma más simple. Esto nos ayudará a entender mejor cómo funcionan las células. "
Esta publicación representa la construcción de la mayor molécula sintética de una estructura definida, el genoma es casi el doble del tamaño de la anterior síntesis del Mycoplasma genitalium. Con el éxito de esta prueba, el grupo ahora trabajará en la creación de un genoma mínimo, que ha sido un objetivo desde 1995. Lo harán para ganar tiempo en el genoma sintético y repetir los experimentos de trasplante hasta que no haya más genes que puedan ser recortados y el genoma sea tan pequeño como sea posible. Esta célula mínima será una plataforma para el análisis de la función de cada gen esencial en una célula.
Según el doctor Hutchison, " Para mí lo más destacable de nuestra célula sintética es que su genoma fue diseñado en ordenador y surgió la vida a través de síntesis química, sin necesidad de utilizar ningún segmento de ADN natural. Este desarrollo participa de muchos métodos nuevos y útiles. Hemos reunido a un grupo maravilloso de científicos que han hecho esto posible. "
Al igual que en la publicación del equipo del 2008, en la que se describe la síntesis con éxito el genoma de la M. genitalium, diseñaron e insertaron en el genoma lo que ellos llaman marcas de agua. Son segmentos diseñados de ADN que utilizan el “alfabeto” de los genes y las proteínas y permiten al investigador escribir palabras y frases. Las marcas de agua son un medio esencial para demostrar que el genoma es sintético y no natural, y para identificar el laboratorio de origen. Codificada en las marcas de agua hay un código de ADN para escribir nuevas palabras, frases y números. Además del nuevo código hay una dirección web para enviar mensajes de correo si alguien puede descodificar con éxito el nuevo código, los nombres de 46 autores y otros colaboradores clave y tres citas: "TO LIVE, TO ERR, TO FALL, TO TRIUMPH, TO RECREATE LIFE OUT OF LIFE." - JAMES JOYCE; "SEE THINGS NOT AS THEY ARE, BUT AS THEY MIGHT BE.”- A quote from the book, “American Prometheus”; "WHAT I CANNOT BUILD, I CANNOT UNDERSTAND." - RICHARD FEYNMAN.
"VIVIR, ERRAR, CAER, TRIUNFAR Y RECREAR VIDA DE LA VIDA"
James Joyce
"VE LAS COSAS NO COMO SON SINO COMO PODRÍAN SER"
Felix Adler
"LO QUE NO PUEDO CONSTRUIR, NO LO PUEDO COMPRENDER"
Richard Feynman
