Resumen

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La biología sintética pretende plantea el uso de partes de los códigos genéticos de organismos vivos, que son intercambiables y potencialmente ensamblables en otros sistemas biológicos compatibles. Su objetivo es crear o modificar organismos para que sean capaces de producir biomoléculas de interés o hacer que presenten características de otros organismos de forma dirigida. También, busca la utilización de moléculas que puedan replicar comportamientos nativos de organismos de interés. En la actualidad, esta tecnología es utilizada en productos comerciales, pruebas de concepto para nuevos desarrollos biotecnológicos y en las industrias alimenticia, agronómica, farmacéutica, ganadera, entre otras. Sin embargo, existen factores limitantes como la bioseguridad y políticas públicas, que evitan la inversión e investigación en este ámbito.

 

Palabras clave: Partes genéticas intercambiables, biología sintética, organismos modificados.

 

 

Abstract

 

Gene editing allows the modification of the DNA of any organism to insert, delete or silence genetic sequences, conferring characteristics of interest to various biological systems. The development of these techniques in Latin America has faced a series of difficulties: legislative, economic and social. However, competitions such as iGEM and iGEM Design League Latin America have promoted academic projects that have served as a vehicle for exporting high-value ideas. This article addresses some of these difficulties, noting the importance of iGEM, as well as its beginnings and objectives. Finally, it details the experience of the iGEM teams in Ecuador, their projects and results obtained. It highlights the need to promote greater and permanent investments, both economic and academic, to make gene editing an investment resource for the improvement of problems that seem impossible or imperceptible, global or local.

 

Keywords: Interchangeable, biology, synthetic, modified organisms.

 

 

Artículo

 

El término biología sintética surgió en la literatura por un aporte de Barbara Hobom en 1980, para describir bacterias que fueron manipuladas genéticamente, usando la tecnología del ADN recombinante. En el año 2000, Eric Kool  introdujo nuevamente el término  para describir la síntesis de moléculas orgánicas antinaturales que funcionan en sistemas vivos, con referencia a los esfuerzos por “rediseñar la vida” [1]. Es decir, esta tecnología se basa en los enfoques de la ingeniería ya que permite la manipulación de sistemas celulares para facilitar producción de moléculas o modificar procesos en organismos vivos. La biología sintética, entonces,  se puede definir como un área multidisciplinaria de investigación que vincula biología, informática, química, matemática e ingeniería enfocada en sistemas biológicos, para así, diseñar, modificar o generar de novo, es decir de forma original, organismos sintéticos con características de interés [2].

 

Por otra parte, la clonación molecular y la PCR, son técnicas que permitieron la mejora o rediseño de la regulación genética artificial dando apertura al desarrollo de nuevos campos de estudio como el diseño de circuitos genéticos, proteómica, ingeniería metabólica, terapia basada en células, bioinformática, entre otros. Adicionalmente, la secuenciación de genomas microbianos completos, las técnicas de medición de la expresión de ARNm, el análisis de proteínas, lípidos y metabolitos, facilitaron a los científicos generar un amplio catálogo de componentes celulares y medir sus interacciones [3].

 

En la actualidad, ya se comercializan productos con esta tecnología, que involucran el uso de bibliotecas de partes génicas y de técnicas moleculares como la síntesis de ADN y el ensamblaje de partes genéticas de interés [4]. La empresa “Impossible Foods” produce carne a partir de plantas con el valor agregado de un sabor y aroma similar a la carne de res; para lograr este objetivo, la empresa descubrió el compuesto responsable de dichas características de la carne: el grupo hemo; por lo que, su tecnología se basa en la modificación de la levadura Pichia pastoris, con el gen productor de leghemoglobina de la soja [5]. Otro caso es la empresa “Amyris, Inc.” que, a través de la biología sintética, desarrolló la ruta metabólica de una levadura, con el fin de producir farneseno, una molécula esencial de una amplia gama de productos químicos que incluye al escualeno [6];esta tecnología es una alternativa viable de protección del ambiente, ya que evita la extracción de escualeno a partir del hígado de tiburones de aguas profundas.

 

Alrededor del mundo, se está incursionando en el campo de la biología sintética para realizar mejoras en la producción de biomasa, fertilizantes, combustibles, alimentos,  biopolímeros e incluso fármacos, con múltiples aplicaciones potenciales e incluso fármacos. Sin embargo, la aplicación de esta disciplina aún enfrenta limitantes importantes como la bioseguridad y las políticas públicas. En cuanto al primer factor, es necesario tomar en consideración que la biología sintética hace frente al “dilema del uso dual”, esto significa que la modificación de un organismo puede ser usada para aplicaciones tanto positivas como negativas y, por ello, es importante la implementación de códigos de conducta para científicos formados y en formación para este campo de estudio [7].

 

Es importante recordar que en toda investigación pueden existir resultados que generen controversia y depende del investigador utilizarlos para aplicaciones que promuevan avances en la sociedad. También es importante destacar la realidad de ciertas políticas públicas, que, en lugar de regular las tecnologías, reprimen su desarrollo. Son estas disposiciones y la mala percepción pública hacia los organismos genéticamente modificados, factores que evitan que exista inversión en esta tecnología y que su desarrollo se ralentice a pesar de su potencial.

 

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Referencias

 

[1] Benner, S. A.; Sismour, A. M. Synthetic Biology. Nature Reviews Genetics 2005, 6 (7), 533–543.

[2] Haseloff, J.; Ajioka, J. Synthetic Biology: History, Challenges and Prospects. Journal of The Royal Society Interface 2009, 6 (suppl_4).

[3] Meng, F.; Ellis, T. The Second Decade of Synthetic Biology: 2010–2020. Nature Communications 2020, 11 (1).

[4] Voigt, C. A. Synthetic Biology 2020–2030: Six Commercially-Available Products That Are Changing Our World. Nature Communications 2020, 11 (1).

[5] Waltz, E. Appetite Grows for Biotech Foods with Health Benefits. Nature Biotechnology 2019, 37 (6), 573–575.

[6] ETC Staff. Case study: Saffron and synthetic biology. https://www.etcgroup.org/content/case-study-saffron (Accessed Apr 5, 2022).

[7] Wang, F.; Zhang, W. Synthetic Biology: Recent Progress, Biosafety and Biosecurity Concerns, and Possible Solutions. Journal of Biosafety and Biosecurity 2019, 1 (1), 22–30