Un equipo de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y del Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS) ha desarrollado una revolucionaria técnica para reprogramar bacterias, permitiendo que estas adquieran nuevas capacidades sin la necesidad de introducir ADN externo. Este enfoque, conocido como GenRewire, redefine las prácticas tradicionales de ingeniería genética al modificar las funciones de las proteínas presentes en el genoma bacteriano.
En el ámbito de la biotecnología, es habitual utilizar ingeniería genética para conferir a las bacterias habilidades que les permitan producir sustancias útiles o degradar contaminantes. Sin embargo, los métodos convencionales implican la inserción de material genético externo mediante diversas técnicas, como el uso de plásmidos. Con el nuevo método, los investigadores buscan evitar esta dependencia del ADN foráneo.
Cambio de Paradigma en Ingeniería Genética
El estudio, publicado en la revista Trends in Biotechnology, propone un cambio significativo en la forma en que se aborda la modificación genética. Según Manuel Ferrer, investigador del CSIC y coordinador del estudio, “si podemos rediseñar computacionalmente las proteínas nativas para realizar nuevas funciones, no es necesario alterar el equilibrio genético de la célula con elementos externos”.
Para validar su innovadora estrategia, los científicos han aplicado esta técnica a la bacteria Escherichia coli, dotándola de la capacidad para degradar partículas nanométricas de plástico PET (Polietileno Tereftalato). Estos nanoplásticos son omnipresentes en productos cotidianos y representan un grave problema ambiental.
Una Solución Sostenible y Eficiente
El avance se logró mediante la reprogramación de dos proteínas específicas dentro de la bacteria, evitando así la introducción de genes externos. “Nuestro enfoque combina inteligencia artificial, simulación por supercomputación y edición genética precisa para incorporar nuevas actividades en proteínas naturales”, explica Víctor Guallar, investigador del BSC y coordinador del estudio.
La técnica GenRewire destaca por su simplicidad: implica analizar las proteínas codificadas por un genoma utilizando un supercomputador y luego reprogramarlas con herramientas computacionales para cumplir una función específica. “Podemos reprogramar una bacteria virtual en solo tres o cuatro semanas gracias a los recientes avances en métodos estructurales de IA”, señala Joan Giménez, investigador del BSC y coautor del estudio.
Perspectivas Futuras en Biotecnología
A diferencia de los métodos tradicionales que requieren la adición de genes exógenos, GenRewire logra resultados similares sin introducir ADN externo. Esto evita problemas asociados como un crecimiento deficiente o inestabilidad del sistema. Las investigadoras Paula Vidal y Laura Fernández, también autoras principales del estudio, afirman: “Hemos demostrado que es posible rediseñar bacterias desde dentro sin alterar su naturaleza”.
Los investigadores consideran que este método podría aplicarse a otros organismos, convirtiéndose en una herramienta clave para reprogramar genomas sin necesidad de insertar proteínas o genes ajenos. Esto podría ser especialmente relevante en aplicaciones relacionadas con el genoma humano o cultivos agrícolas, donde se busca minimizar el riesgo de rechazo inmunológico y superar barreras legales y éticas asociadas al uso de ADN externo.
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