Tradicionalmente, el arroz dorado, por ser un organismo modificado genéticamente, ha tenido aparejado una feroz resistencia activista por parte de determinado espectro ideológico.

Habrá que preguntarles qué opinan de esto: pastillas de levaduras diseñadas con ingeniería genética que se instalan en tu intestino y sintetizan la vitamina A a partir de lo que comes (algo que podría suceder pronto habida cuenta de los resultados obtenidos en modelos de ratón).

Levaduras transgénicas en ratones

La mayoría de las especies de levadura no pueden sobrevivir en el intestino de los mamíferos: el calor y la acidez están más allá de sus límites de tolerancia. Pero Saccharomyces boulardii no solo crece fácilmente en el intestino de los mamíferos, sino que también inhibe las infecciones intestinales patógenas en el huésped mamífero.

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Al igual que el arroz dorado es una variedad transgénica que puede suplir las carencias de vitamina A, quizá algún día esta levadura pueda hacerlo de forma más eficaz.

En un nuevo paso para la biología sintética, un grupo de investigadores ha abierto nuevas vías biosintéticas en S. boulardii que permiten la producción de precursores de vitaminas (como el betacaroteno, un precursor de la vitamina A) y fármacos (como la violaceína, un fármaco natural con propiedades antiinflamatorias) en el intestino de ratones. Demostraron así la edición del genoma mediada por CRISPR con alta eficiencia (95%) en esta cepa de levadura.

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Los investigadores informaron de que S. boulardii formaba colonias estables en ratones libres de gérmenes durante más de 30 días, compitiendo por el espacio con otros microbios residentes en el intestino.

Posteriormente, los investigadores probaron el S. boulardii modificado en el modelo de ratón y hallaron que las células de levadura sintetizaron con éxito el betacaroteno en el intestino de los ratones. Al comparar la masa total de betacaroteno adicional recuperado en las heces con el betacaroteno presente en la dosis inicial de probióticos, los autores estimaron que los ratones libres de gérmenes produjeron 194 microgramos de betacaroteno en aproximadamente 14 días.

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Este estudio de prueba de concepto inspira más preguntas sobre la cantidad de betacaroteno absorbido por los ratones, la relevancia biológica de las cantidades producidas y, lo que es más importante, si el proceso se puede replicar en humanos. Sea como fuere, seguro que Greenpeace está en contra.

Los organismos modificados genéticamente que no pueden reproducirse con sus contrapartes salvajes podrían evitar que las plantas transgénicas propaguen los genes a los cultivos y malas hierbas no modificados.

El primer paso ya está hecho. Un biólogo sintético de la Universidad de Minnesota en Minneapolis-St Paul ha usado herramientas de edición de genes para crear moscas de la fruta y levaduras genéticamente modificadas que no pueden reproducirse con éxito con sus contrapartes salvajes.

Sin reproducción

Para ello utilizaron la herramienta de edición de genes CRISPR-Cas9 no para editar genes diana, sino para alterar su expresión. El equipo guió la enzima Cas9 para activar en exceso los genes para que sus productos proteínicos se acumulen a niveles tóxicos. Cuando probaron por primera vez el enfoque en la levadura de cerveza (Saccharomyces cerevisiae), elevaron los niveles de una proteína llamada actina en la medida en que las células que la contenían explotaron.

Para evitar que las células de levadura modificadas genéticamente se apareen con éxito con otras cepas, el equipo diseñó dos modificaciones a las células de levadura: una, análoga a un "veneno", produjo una versión de Cas9 que, junto con otros factores, reconoció y activó el gen de la actina. La segunda modificación, el "antídoto", fue una mutación que impidió que Cas9 sobreexpresara la actina.

Esta técnica, además de lo dicho, podría ayudar a combatir las plagas y las especies invasoras, mediante la sustitución de organismos silvestres con contrapartes modificadas.

Con todo, hay quienes dicen que el enfoque es prometedor, pero advierten que podría verse obstaculizado por obstáculos técnicos, como la capacidad de los organismos modificados para sobrevivir y competir en la naturaleza.

El 30% del material genético de un organismo ha sido intercambiado por reemplazos de ingeniería, concretamente 5 cromosomas sintéticos de levadura, como resultado Proyecto de Genoma de Levadura Sintética (Sc2.0).

Los resultados de este estudio han sido publicados por la revista Science.

Cromosomas sintéticos

Los resultados son un avance importante en el camino hacia la construcción del primer organismo complejo totalmente sintético. En concreto, la levadura, es un organismo unicelular podría producir mejores versiones de estos importantes productos, como nuevos antibióticos o biocombustibles más respetuosos con el medio ambiente

El proyecto Sc2.0 está formado por un consorcio de una docena de laboratorios de levaduras líderes de Estados Unidos, Reino Unido, China, Francia, Singapur y Australia y ha fijado la ambiciosa tarea de producir el primer genoma sintético de la levadura (16 cromosomas ~14 Mbp) para 2018.

Estos resultados están ayudando a los científicos a comprender mejor los componentes genéticos necesarios para la vida. Entre otras aplicaciones, el enfoque esbozado con este trabajo allana el camino a una nueva era de manipulación génica, como en terapia génica, que actualmente se limita a la administración de un solo gen.

El Google Lunar X PRIZE es una competición espacial organizada por la Fundación X Prize, y patrocinada por Google. Para ganar, el equipo tendrá que completar su misión antes del 31 de diciembre de 2015. Existirán otros premios, como sobrevivir la fría noche lunar, ser capaz de atravesar 5 kilómetros o encontrar agua. Para transportar estos robots a la superficie lunar, se contará con la ayuda de algunas empresas aerospaciales del gobierno de Estados Unidos, agencias privadas americanas como SpaceX y otras agencias situadas en Rusia y China.

Lo que finalmente podría hacer que alguien fabricara cerveza en la luna.

La levadura lunar

Al menos es lo que proponen estudiantes de ingeniería de Universidad de San Diego en California, que aspiran a poner a prueba la viabilidad de la levadura de la cerveza en la Luna. Ellos son finalistas en la competición Lab2Moon que está siendo realizada por TeamIndus.

Pero ¿qué les pasa a estos chicos? ¿Son unos bromistas? ¿Unos beodos? Pues no, porque entender cómo la levadura se comporta en la Luna no es sólo importante para preparar cerveza en el espacio. También es importante para el desarrollo de productos farmacéuticos y alimentos que contengan levaduras, como el pan. Según explica Neeki Ashari, un estudiante de bioingeniería de quinto año en la Universidad de California en San Diego, al frente del equipo:

Todos apreciamos el arte de la cerveza, y algunos de nosotros poseen nuestros propios equipos de elaboración casera. Cuando escuchamos que había una oportunidad de diseñar un experimento de la India que iría a la Luna, pensamos que podríamos combinar nuestra afición y capacidad científica centrándonos en la viabilidad de la levadura en el espacio exterior.

Todo el trabajo de preparación requerido antes de añadir levadura se hará en la Tierra, en lugar de en el recipiente de experimentación. En segundo lugar, en lugar de separar las fases de "fermentación" y "carbonatación" como normalmente se produciría durante el proceso de elaboración de la cerveza, el equipo planea combinarlas. Por último, las pruebas de fermentación y viabilidad de la levadura se harán a través de la presión, en lugar de utilizar las mediciones de densidad como se hace en la Tierra.

La biología sintética nos va a traer toda clase de maravillas, pero también nuevas formas de crimen. Por ejemplo, la biotecnología posibilita la transformación de un mundo de estupefacientes elaborados a partir de plantas a otro de drogas de origen sintético.

Por ejemplo, podrían tomarse el código genético de los ingredientes activos de la marihuana, la adormidera verde y las hojas de coca y pegarlos en levadura. Después podría programarse la levadura para que cultive los ingredientes por ti: marihuana, morfina, cocaína y heroína.

Esta clase de fabricación de drogas resulta muy interesante para las organizaciones criminales, tal y como explica Marc Goodman en su libro Los delitos del futuro:

Ya no se necesitan miles de hectáreas para cultivar adormideras verdes y coca que pueden detectar con facilidad los equipos de vigilancia aéreos. Ya no hay necesidad de pasar de contrabando por la frontera cargamentos con toneladas de heroína o cocaína fácilmente detectables. Nada que temer tampoco de los perros detectores droga. Con unos miles de millones de células de levadura por milímetro, un pequeño vial podría replicarse una y otra vez en condiciones controladas.

Cosas sintéticas que no se obtienen en la naturaleza

No es una idea tan inverosímil o propia de la ciencia ficción si tenemos en cuenta que la bacteria E. coli ya ha sido reprogramada genéticamente para obtener THC, la sustancia activa del cannabis, y también se ha manipulado la levadura de panadero para elaborar LSD y opio. Como explica Sarah Choukah, Directora Ejecutiva de Hyasynth Bio:

Actualmente, el cultivo de marihuana médica es costoso y está fuertemente regulado. Su crecimiento es muy lento, tienes que pasar por varias cepas diferentes antes de que puedas obtener una mezcla estable. Estamos pensando en saltarnos todo eso para que su cultivo sea más rápido. Con nuestra tecnología podemos desarrollar marihuana y obtener distintas mezclas de levadura.

La cuestión es muy similar a otros esquemas para hacer que las bacterias, las algas o las levaduras fabriquen algo que no se puede hacer en la naturaleza, como vemos con la carne cultivada en el laboratorio y ciertos tipos de biocombustibles.

La apuesta, según el transhumanista Zoltan Isvan, es que, en la medida en la que conozcamos más cómo funciona el cerebro, podremos estimular zonas ligadas al placer (descargas de opiodes o dopamina), a la memoria y la cognición, e incluso ligadas a las experiencias religiosas

Según un estudio publicado recientemente en internet por Nature Chemical Biology, científicos estadounidenses han modificado genéticamente la levadura de cerveza para que adopte un color verde fluorescente cuando el aire de alrededor esté cargado de partículas de explosivos.

'Saccharomyces cerevisiae', una levadura utilizada tanto en pastelería como en la industria cervecera, ha sido modificada al añadirle un gen de rata que reacciona al entrar en contacto con moléculas de dinitrotolueno (DNT), un residuo de la fabricación del explosivo trinitrotolueno (TNT). De hecho, los perros policías están adiestrados para detectar el DNT.

Para facilitar el proceso y saber si la levadura reacciona, se le añadió un segundo gen, responsable de esa coloración tan llamativa en caso de que contacte con el DNT. La levadura en cuestión es una de las más utilizadas por los biólogos, que descodificaron su genoma ya en 1996.

Los autores, dirigidos por Danny Dhanasekaran de la Escuela de Medicina de la Universidad Temple de Filadelfia, subrayan que el procedimiento es todavía un experimento. No obstante, consideran que este nuevo "biosensor" podría ser utilizado también para detectar armas químicas.

Vía | Terra En Genciencia | Productos lácteos contra el terrorismo biológico Más información | Nature Chemical Biology