La manipulaci¨®n del c¨®digo gen¨¦tico de una bacteria produce prote¨ªnas artificiales

La combinaci¨®n de los 20 amino¨¢cidos esenciales es suficiente, por ejemplo, para generar las cerca de 100.000 prote¨ªnas distintas que se calcula que existen en el ser humano. Y tambi¨¦n lo es para determinar las much¨ªsimas menos que se expresan en una simple bacteria, por m¨¢s primitiva que sea o por m¨¢s adaptada que est¨¦ a las condiciones extremas.

Aunque las prote¨ªnas finales de unos y otros, de los seres m¨¢s evolucionados y los m¨¢s primitivos, sean dispares y con funciones distintas, la mec¨¢nica se repite con precisi¨®n matem¨¢tica. S¨®lo estos amino¨¢cidos y ninguno m¨¢s, combinados de mil y una formas distintas, traducir¨¢n las instrucciones del c¨®digo gen¨¦tico en elementos funcionales que marcar¨¢n el desarrollo de un organismo y todas sus funciones vitales. Cualquier otro amino¨¢cido que pudiera formarse es autom¨¢ticamente eliminado y no llega a formar jam¨¢s una prote¨ªna.

?Jam¨¢s? Durante 20 largos a?os se ha especulado con esa posibilidad y se ha intentado, aunque sin ¨¦xito, forzar el estado de las cosas. Lei Wang, del Instituto de Qu¨ªmica Biol¨®gica de La Jolla (California), y Volker Doring, investigador vinculado al Genoscope franc¨¦s y que ha contado con la colaboraci¨®n de cient¨ªficos de la Universidad Philipps de Marburgo y del Instituto Scripps de La Jolla, parecen haber dado con la clave para forzar la evoluci¨®n.

En expansi¨®n

En sendos trabajos publicados en Science (20 de abril) ambos equipos afirman haber expandido el c¨®digo gen¨¦tico de una bacteria, Escherichia coli, para que codifique amino¨¢cidos no naturales. El primero lo ha logrado gracias a una modificaci¨®n qu¨ªmica que interfiere el proceso de s¨ªntesis de prote¨ªnas. En concreto, a?adiendo un supresor del ARN de transferencia que permite introducir una mutaci¨®n en apariencia carente de sentido. Gracias a ello consigue que esa mutaci¨®n, que determina un amino¨¢cido no natural, acabe transform¨¢ndose en una prote¨ªna igualmente extra?a para el organismo.

En el caso de Doring, no se trata de un reemplazo en un punto espec¨ªfico de la cadena que lleva a la expresi¨®n de prote¨ªnas, sino de una redefinici¨®n general de este mismo mecanismo que permite desactivar parte del sistema corrector con el que las c¨¦lulas evitan la entrada de amino¨¢cidos extra?os, en este caso el aminobutirato, similar en su forma a la ciste¨ªna.

Aunque la eficiencia de ambas metodolog¨ªas es considerada todav¨ªa baja por los propios autores de los trabajos, y a pesar de que las investigaciones se circunscriben a unos pocos casos de amino¨¢cidos no naturales en organismos tan primitivos como las bacterias, los resultados dejan la puerta abierta a la especulaci¨®n. August B?ck, investigador del Instituto de Gen¨¦tica y Microbiolog¨ªa de Munich, comenta en la misma edici¨®n de Science las enormes posibilidades de aplicaci¨®n de ambas metodolog¨ªas, en especial para el estudio de la formaci¨®n de prote¨ªnas o para incorporar productos ¨²tiles en prote¨ªnas de nueva generaci¨®n de inter¨¦s en salud humana. De la misma opini¨®n es Manuel Palac¨ªn, investigador en bioqu¨ªmica y biolog¨ªa molecular de la Universidad de Barcelona. A su juicio, la posibilidad de sintetizar, de momento a trav¨¦s de bacterias, prote¨ªnas pr¨¢cticamente de dise?o, 'abre una nueva avenida' para la biotecnolog¨ªa.

La nueva avenida a la que se refiere Palac¨ªn, y en la que coincide con B?ck, tiene mucho que ver con la ingenier¨ªa y la biotecnolog¨ªa. Aunque queda por saber qu¨¦ amino¨¢cidos no convencionales podr¨¢n producirse con estas manipulaciones gen¨¦ticas y en qu¨¦ puntos para que den lugar a prote¨ªnas viables y no perjudiciales para los organismos, parece claro que facilitar¨¢n la entrada de grupos qu¨ªmicos que, de una u otra forma, ayuden a compensar errores de traducci¨®n del c¨®digo gen¨¦tico como los que dan lugar a ciertas enfermedades o, incluso, a incorporar elementos que puedan interferir en procesos patol¨®gicos.