Mycoplasma laboratorium, un organisme sintètic o semisintètic?

Enginyeria genòmica: J. Craig Venter, l'home que revolucionà les tècniques de seqüenciació de grans molècules d'ADN, va espantar les criatures el mes d'octubre passat amb l'anunci de la imminent creació de la primera forma de vida artificial. Bàsicament, l'equip de Venter ha generat un cromosoma bacterià artificial amb una dotació mínima de gens, i que donarà lloc a una "nova espècie" de micoplasma. Els micoplasmes són els organismes cel·lulars de vida lliure amb el nombre de gens més reduït que es coneix. El micoplasma de Venter supera fins i tot als seus congèneres del medi natural: té únicament 381 gens i 580.000 parells de bases. Però la qüestió és si l'organisme en qüestió és vida artificial o sintètica, o més correctament semisintètica.

[@more@]

 

Els micoplasmes són bacteris sense paret cel·lular, la qual cosa els hi dóna aquest aspecte de deixadesa morfològica. La membrana cel·lular, nua, requereix un aport de colesterol, que el bacteri no pot sintetitzar i ha d'incorporar de l'hoste. La majoria de micoplasmes viu en les mucoses digestiva i urogenital de diferents vertebrats

Del cromosoma artificial al bacteri: o com un genoma artificial necessita encara un proteoma 'salvatge'

Possiblement, quan hom pensa en la biogènesi artificial o síntesi de novo de formes de vida, tingui en el cap el desenvolupament de combinacions de proteïnes o àcids nucleics amb capacitat replicativa. Aquest camp de la recerca (p.ex., Julius Rebek) s'orienta sobretot a escatir quines foren les passes de la biogènesi natural a la Terra. Un altre camp de recerca relacionat, però molt menys desenvolupat, és l'obtenció de sistemes protocel·lulars a partir d'aquests elements auto-replicatius i d'altres molècules orgàniques (lípids, glúcids, etc.).

La proposta de Venter és menys espectacular. Hom parteix d'un organisme existent, Mycoplasma genitalium. Els micoplasmes són bacteris desprovists de paret cel·lular i que, en general, presenten un genoma amb un nombre gens força reduït. Hom els troba sempre com a paràsits de vertebrats. M. genitalium, per exemple, viu en l'aparell genito-urinari d'homes i dones, i es transmet per relacions sexuals (té una prevalència considerable, però es desconeix si és implicat en malalties uro-genitals). El grup de Venter parteix, doncs, d'un genoma ja existent, el qual fou seqüenciat el 1995. A partir d'aquest genoma s'han dedicat a reduir-lo encara més i a incorporar-hi alguns gens addicionals d'interès. Se'n deriva un genoma semisintètic.

Aquest genoma semisintètic consisteix en una molècula circular bicatenària d'ADN, integrada per un total aproximat de 580.000 parells de nucleòtids, més o menys la mateixa dimensió que el genoma de M. genitalium. N'hi ha 381 gens, la majoria obtinguts directament de M. genitalium (que en té 470), uns quants d'altres organismes i encara amb algunes seqüències pròpiament artificials. Aquestes darreres faciliten la incorporació a voluntat de nous gens.

Ara bé una molècula d'ADN o cromosoma, no és un bacteri. Un bacteri és integrat per àcids nucleics (genoma d'ADN, transcriptoma d'ARN), proteïnes (proteoma) i d'una plèade de components lipídics, glucídics, etc. (metaboloma). Per fer "viure" el cromosoma artificial de Venter caldrà introduir-lo en cèl·lules de M. genitalium que hagin estat deprovistes prèviament del seu genoma natural. Al començament, hom tindrà doncs cèl·lules amb un genoma artificial i uns altres components (proteoma i metaboloma) naturals. Amb el pas de generacions (i això és parlar de dies o setmanes, en el cas de bacteris) la informació continguda en el genoma artificial haurà construït uns nous proteoma i metaboloma artificials. Llavors haurà nascut pròpia M. laboratorium.

Les utilitats de Mycoplasma laboratorium

Per Craig Venter, les potencialitats de M. laboratorium són enormes. L'hauríem de veure d'alguna manera com un vector d'expressió on introduir una sèrie de gens que ens interessin. Com a exemples, Craig Venter ha parlat dels gens que participen en la producció d'hidrogen gas (H2), en la generació d'alcohols i d'altres potencials biocombustibles, o en l'establiment de metabolismes que consumeixen CO2, CH4, NOx. Part d'aquestes accions metabòliques les realitzen actualment organismes extremòfils, mentre que Mycoplasma laboratorium pot viure a temperatures i pressions atmosfèriques relativament normals. Però tot això és fer volar coloms: M. laboratorium té uns requeriments de cultiu força exigents quant a micronutrients. Per exemple, els micoplasmes necessiten una font continuada de colesterol (i per això no poden sobreviure gaire temps fora del cos que els hostatja). L'equip de Venter té la intenció de tractar aquestes limitacions nutricional amb la incorporació de gens addicionals.

Bacteris semisintètics: qüestions legals i socials

Ja el 2006, el J. Craig Venter Institute havia sol·licitat la patent del "genoma de Mycoplasma laboratorium" com a "genoma bacterià mínim". Si bé és cert que hi ha bacteris amb nombres de gens inferiors als 381, es tracta en tot cas de paràsits intracel·lulars estrictes, mentre que els micoplasmes són capaços d'una vida cel·lular independent. Organitzacions com l'Action Group on Erosion, Technology and Concentration ha criticat aquesta sol·licitud de patent, ja que es basa en coneixements bacteriològics, bioquímics i genètics acumulats al llarg de més de 50 anys i obtinguts amb diners majoritàriament públics o de donacions desinteressades de particulars. El grup de Venter respon dient que van ser ells els qui van fer un costós cribatge dels 470 gens de M. genitalium, per tal de determinar quins gens eren imprescindibles i quins no ho eren. Caldrà ésser amatent a la concessió final de la patent per si discrimina o no les aportacions novedoses des les que han de fer part del patrimoni comú.

D'altra banda les qüestions lligades als organismes modificats genèticament són vàlides també pel Mycoplasma laboratorium. Malgrat que hom conegui la seqüència exacta i la dotació gènica d'un organisme, no es poden assumir automàticament nocions sobre seguretat ambiental i sanitària. I és que la vida és quelcom més que gens. Al capdavall, el cromosoma artificial de Venter viurà únicament gràcies a l'estructura de les cèl·lules bacterianes de M. genitalium. Sintetitzar de novo tots els components no-gènics d'una cèl·lula bacteriana és fora de l'abast de la tecnologia actual, i encara ho serà per un bon grapat de dècades.

Lligams:

– Smith, Hamilton O.; Clyde A. Hutchison, Cynthia Pfannkoch, J. Craig Venter (2003-12-23). "Generating a synthetic genome by whole genome assembly: {phi}X174 bacteriophage from synthetic oligonucleotides". Proceedings of the National Academy of Sciences 100 (26): 15440-15445. doi:10.1073/pnas.2237126100.

– Hutchison, Clyde A.; Hamilton O. Smith, Cynthia Pfannkoch, J. Craig Venter (2005-11-29). "Cell-free cloning using {phi}29 DNA polymerase". Proceedings of the National Academy of Sciences 102 (48): 17332-17336. doi:10.1073/pnas.0508809102.

– Glass, John I.; Nacyra Assad-Garcia, Nina Alperovich, Shibu Yooseph, Matthew R. Lewis, Mahir Maruf, Clyde A. Hutchison, Hamilton O. Smith, J. Craig Venter (2006-01-10). "Essential genes of a minimal bacterium". Proceedings of the National Academy of Sciences 103 (2): 425-430. doi:10.1073/pnas.0510013103.

Aquesta entrada ha esta publicada en General. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *

Aquest lloc utilitza Akismet per reduir el correu brossa. Aprendre com la informació del vostre comentari és processada