En los últimos días, los medios han difundido la publicación en Science de un trabajo del grupo de Craig Venter , del Instituto del mismo nombre con sedes en Rockville, Marylena, y San Diego, en California, en el que describen la síntesis del genoma de una bacteria y su inserción en otra bacteria del mismo género. Este mismo equipo ya había sintetizado un genoma bacteriano y, también, había transplantado el genoma de una bacteria en otra y, en este trabajo, unen ambas técnicas y crean lo que denominan una “célula sintética” aunque, para ser exactos, sólo es sintético el genoma que se inserta; la célula ya existía previamente.

Venter ha declarado que este estudio desarrolla una técnica que permite sintetizar un cromosoma “con cuatro botellas de productos químicos en un sintetizador que funciona con la información que le suministra un ordenador”. Utilizan micoplasmas tanto para la síntesis del cromosoma como para insertar el sintético. Ya habían secuenciado el genoma de Mycoplasma genitalium, la bacteria con el número de genes más pequeño capaz de crecer en el laboratorio. Sin embargo, tiene un crecimiento muy lento y para este trabajo eligen otros dos micoplasmas de crecimiento más rápido: Mycoplasma micoides como donante del cromosoma y Mycoplasma capricolum como receptor. Una vez sintetizado el cromosoma, se inserta en células del receptor que se comporta como la especie donante y se reproduce en el laboratorio. Sin que se sepa muy bien cómo, en el proceso se pierden 14 genes del donante.

Lo más interesante del trabajo y, además, que ofrece más perspectivas de futuro, es el método de síntesis del cromosoma artificial. El genoma de M. micoides tiene un cromosoma con, aproximadamente, un millón de bases, es decir, de pares de nucleótidos que son algo así como las letras que escriben la secuencia de genes (repasar la entrada Neandertales ) que, en esta especie, son algo más de 500. Como comparación, nuestra especie tienen en todas las células excepto las reproductoras, 46 cromosomas con unos 6500 millones de pares de bases que codifican entre 20000 y 20500 genes.

Todavía nadie es capaz de secuenciar un genoma completo, ni siquiera el de estos micoplasmas que son las células más sencillas. Por ello, Venter y su grupo tuvieron que desarrollar una técnica por etapas. Lo primero, meter la secuencia completa en el ordenador y, a partir de los datos almacenados, construir y reconstruir el genoma completo como si fuera un complicado rompecabezas. Confeccionaron 1078 fragmentos de genoma (los llaman cassettes) cada uno con 1080 pares de bases. Los insertaron en células de levaduras (Saccharomyces , la levadura del pan) y de Escherichia coli (una bacteria que vive en nuestro tubo digestivo) que son capaces de unir esos fragmentos de diez en diez. Así se obtienen 110 cassettes de 10000 pares de bases cada uno. Y se repite el proceso cuatro veces hasta conseguir el genoma completo de un millón de bases. Una vez conseguido el genoma sintético es cuando se inserta en el otro micoplasma, el M. capricolum. Para distinguir el cromosoma sintético del cromosoma natural le insertan una serie de pares de nucleótidos que funcionan, como dicen en el artículo, como la marca de agua en el papel. El genoma sintético desplaza al natural y dirige la célula que se comporta como si fuera M. micoides.

De esta manera, el equipo de Craig Venter ha conseguido unir en una sola todas sus técnicas anteriores y, con ello, que una especie de micoplasma se transforme en otra por la acción de un cromosoma sintético.

*Gibson, D.G. y colaboradores & J.C. Venter. 2010. Creation of a bacterial cell controlled by a chemically synthesized genome. Science DOI: 10.1126/science.1190719