Día a día somos testigos de los devastadores alcances de la contaminación. En un contexto dominado por la polución, naciones y compañías buscan la manera de paliar las severas consecuencias de un entorno corrompido. Es así como ha llegado el proyecto de modificación de ADN para que el planeta absorba la “perversión” del entorno del hombre.
Es mucho más que un proyecto famoso o ingenioso. Podríamos tener frente a nuestros ojos la clave para acabar con ese mal que tanto ha hecho cambiar nuestra vida, perjudicando incluso nuestra salud.
La emergencia climática ha intensificado la necesidad de encontrar soluciones rápidas, o al menos efectivas, para erradicar el calentamiento global y la contaminación.
Bajo estas circunstancias, los científicos han descubierto la eficiente fijación sintética del CO2 en una bacteria. Investigadores del Instituto Max-Planck de Microbiología Terrestre se han marcado un hito considerable en la biología sintética al desarrollar una nueva vía bioquímica que transforma el dióxido de carbono (CO2) directamente en acetil-CoA.
Este último corresponde a un componente metabólico clave. Con este nuevo desarrollo estamos frente a un progreso considerable en las vías de fijación de CO2 sintético dentro de las células vivas, sobre todo en la bacteria E. coli. La captura y conversión de CO2 son vitales a medida que el clima se ve afectado por la polución.
El ADN se va a usar para terminar con la contaminación: estas son las claves del proyecto
La biología sintética propone varios caminos para diseñar vías de fijación de CO2 que sean más eficientes que las que podemos encontrar en la naturaleza. No obstante, la implementación de estas formas en varios sistemas in vitro o in vivo conllevan considerables desafíos.
El grupo liderado por Tobias Ers ha avanzado varios niveles en este campo con el diseño y desarrollo de una nueva vía sintética de fijación de CO2, a la que ha llamado ciclo THETA.
Ciclo THETA: la historia de cómo el ADN puede acabar con la contaminación
El principal rasgo distintivo de ciclo THETA es su capacidad para pasar dos moléculas de COA2 a una molécula de acetil-CoA en un solo periodo. El acetil-CoA es un metabolito central en casi todas las formas de metabolismo celular.
Es decisivo respecto a la síntesis de diversas biomoléculas, incluidos combustibles, biomateriales y productos farmacéuticos. Un compuesto que termina siendo imprescindible y valioso para aplicaciones biotecnológicas.
El ciclo fue diseñado en torno a dos de las enzimas fijadoras de CO2 más rápidas conocidas: crotonil-CoA carboxilasa/reductasa y fosfoenolpiruvato carboxilasa. En el laboratorio se confirmó que el ciclo THETA funciona bien en tubos de ensayo.
Tras este testimonio, los investigadores se decidieron a explorar varias optimizaciones racionales y guiadas por el aprendizaje automático, que llevaron a un aumento potenciado por cien en el rendimiento de acetil-CoA.
El siguiente punto crítico fue la prueba de su funcionamiento in vivo. Para hacerlo fue necesaria una división en tres módulos. Cada módulo fue incorporado con éxito en E.coli y su funcionalidad verificada a través de la selección acoplada al crecimiento y etiquetado isotópico.
El ADN es el fin de la contaminación: este experimento cambia la forma en la que vemos las cosas
“Lo que tiene de especial este ciclo es que contiene varios intermediarios que sirven como metabolitos centrales en el metabolismo de la bacteria. Esta superposición ofrece la oportunidad de desarrollar un enfoque modular para su implementación”, expuso Shanshan Luo, autor principal del estudio.
Aunque destacó la buena demostración de los tres módulos, también reconoció que cerrar el ciclo in vivo sigue siendo un reto. Mientras la contaminación sigue ocasionando estragos, como enfermedades en los perros, este experimento vinculado al ADN podría cambiar la realidad de muchos seres vivos.
