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(noticias nanowerk) La ingeniería genómica permite a los científicos alterar el código genético de los microbios. Ahora los investigadores han manipulado el genoma de la bacteria. Escherichia coli (E. coli) para hacerlo inmune a las infecciones virales. Estas infecciones a menudo hacen que los cultivos bacterianos fallen.
Los investigadores también equiparon la cepa diseñada con características de seguridad que bloquean la transferencia no deseada de material genético a otras bacterias. Estas características sirven como un dispositivo de bioseguridad para evitar que las bacterias manipuladas sobrevivan fuera del laboratorio. Para aumentar aún más su seguridad biológica, los investigadores diseñaron la cepa para que dependiera de un aminoácido que no se encuentra en la naturaleza. Este aminoácido debe agregarse al cultivo para que las bacterias puedan crecer.
Esta investigación fue publicada en Naturaleza (“El código genético intercambiado previene infecciones virales y la transferencia de genes”).
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Las bacterias se utilizan en la producción orgánica. E. coli como “biofábricas” para la producción de productos químicos, biomateriales y biocombustibles. Se cultivan grandes cultivos bacterianos. Estos cultivos corren el riesgo de contraer infecciones virales. Esto puede hacer que el cultivo bacteriano colapse y detenga la producción. Otro riesgo es que los organismos genéticamente modificados puedan ingresar al medio ambiente. Allí pueden transferir sus genes manipulados a otros organismos.
Este trabajo proporciona una nueva tecnología de ingeniería genómica que reduce significativamente la probabilidad de esta contaminación viral. Tiene incorporadas medidas de bioseguridad para evitar que el microbio manipulado crezca fuera del laboratorio y transmita su material genético. La tecnología ampliará la gama de aplicaciones y el potencial comercial de los microbios diseñados.
La mayoría de los organismos vivos utilizan el mismo código genético escrito en su ADN. El código de ADN consta de cuatro letras que pueden formar 64 palabras (o codones) de tres letras. La célula “expresa” los rasgos observables codificados en sus genes traduciendo cada codón en uno de los 20 componentes básicos (llamados aminoácidos) que forman las proteínas.
Para construir sus proteínas, la célula agrega cada aminoácido utilizando un ácido ribonucleico de transferencia (ARNt) específico que «lee» el codón correspondiente. En algunos casos, varios codones diferentes corresponden al mismo aminoácido, ya que el código genético contiene 64 codones para 20 aminoácidos.
Para descubrir si la ingeniería genómica puede dar resistencia a los virus a las bacterias, los investigadores probaron un método «recodificado» E. coli Cepa cuyo código genético ha sido reprogramado para utilizar sólo 61 codones en lugar de 64. Supusieron que debido a que los genes virales utilizan los 64 codones, los virus no podrían infectar la cepa recodificada. Sin embargo, algunos virus contenían sus propios ARNt y, por lo tanto, pudieron infectar la cepa recodificada.
Para solucionar esto, los investigadores desarrollaron aún más la cepa con ARNt adicionales que agregan un aminoácido diferente al codificado por ciertos codones. Cuando los virus intentan infectar estas células diseñadas, las proteínas virales se traducen mal, lo que mata al virus. El mismo efecto impide que los genes madre recodificados se expresen cuando pasan a otras bacterias.
Finalmente, para sobrevivir, la cepa recién codificada también necesita un aminoácido sintético para garantizar que no pueda crecer fuera del laboratorio.
Este “cortafuegos genético” entre las bacterias genéticamente modificadas y otros microorganismos permite el estudio de nuevas funciones biológicas y hace que el uso de bacterias genéticamente modificadas para aplicaciones como la bioproducción sea mucho más seguro.
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