Transformando la biología sintética: la innovación de USC Dornsife en la construcción de cromosomas sintéticos con CReATiNG

por Amir Hussein
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Synthetic Biology Revolution

La Facultad de Letras, Artes y Ciencias Dornsife de la USC ha introducido CReATiNG, un método innovador en biología sintética, que simplifica y reduce significativamente el costo de crear cromosomas sintéticos a partir de ADN de levadura. Este avance tecnológico promete revolucionar varios campos, incluidos la medicina, la biotecnología y la exploración espacial, según informa SciTechPost.com.

El método CReATiNG de USC Dornsife marca un salto significativo en la biología sintética al agilizar el proceso de construcción de cromosomas sintéticos. Se espera que este enfoque impulse un progreso considerable en una variedad de áreas científicas y médicas.

Técnica innovadora en biología sintética

Desarrollado por investigadores de la USC Dornsife, CReATiNG (Clonación, reprogramación y ensamblaje de ADN genómico natural en mosaico) ofrece un método más sencillo y económico para ensamblar cromosomas sintéticos. Esta innovación podría mejorar enormemente el campo de la ingeniería genética, con amplias implicaciones en la medicina, la biotecnología, la producción de biocombustibles y la exploración espacial.

Facilitar el proceso de ensamblaje cromosómico

CReATiNG emplea una técnica de clonación y reensamblaje de segmentos de ADN natural de levadura. Esto permite la creación de cromosomas sintéticos capaces de sustituir a sus homólogos naturales en las células. El método permite la combinación de cromosomas de varias cepas y especies de levadura, la alteración de las estructuras cromosómicas y la eliminación simultánea de múltiples genes.

Ian Ehrenreich, profesor de ciencias biológicas en la USC Dornsife e investigador principal, destacó que CReATiNG supera significativamente las tecnologías existentes. Afirmó: "CReATiNG permite una reprogramación genética compleja de organismos en formas que antes se pensaba que eran inalcanzables, incluso con herramientas de vanguardia como CRISPR". Destacó el potencial de este método para mejorar nuestra comprensión fundamental de la vida y sus aplicaciones en biología sintética. La investigación se publicará el 20 de diciembre en Nature Communications.

Avances en ingeniería genética

La biología sintética ha sido reconocida como un campo que permite a los científicos controlar células vivas como levaduras y bacterias, mejorando nuestra comprensión de sus funciones y permitiendo la producción de compuestos beneficiosos, como nuevos medicamentos.

Ehrenreich señaló que la genómica sintética, una rama de la biología sintética que implica la síntesis de cromosomas o genomas completos, se ha basado tradicionalmente en la construcción de estos componentes a partir de segmentos de ADN sintetizados químicamente, un proceso que requiere mucha mano de obra y es costoso.

CReATiNG, como lo explicó el becario postdoctoral de Agilent, Alessandro Coradini, primer autor del estudio, ofrece un nuevo enfoque mediante la utilización de segmentos de ADN naturales para ensamblar cromosomas completos. Este método democratiza la investigación genética avanzada, reduce los costos y los obstáculos técnicos y facilita nuevos avances científicos y médicos.

Aplicaciones potenciales de CReATiNG

Las implicaciones de CReATiNG son particularmente notables en biotecnología y medicina. Podría conducir a una producción más eficiente de productos farmacéuticos y biocombustibles, avances en terapias celulares para enfermedades como el cáncer y nuevos métodos de biorremediación ambiental, como la creación de bacterias consumidoras de contaminantes.

La técnica también es prometedora para aplicaciones en la exploración espacial, permitiendo potencialmente el desarrollo de microorganismos o plantas adecuadas para la vida en estaciones espaciales o durante misiones espaciales prolongadas. Sin embargo, los investigadores señalan que esta aplicación requeriría importantes investigaciones futuras.

Un hallazgo clave del estudio es la observación de que la reorganización de los segmentos cromosómicos en la levadura puede afectar significativamente sus tasas de crecimiento, y algunas modificaciones provocan un aumento o disminución del crecimiento de hasta 68%. Esto subraya el impacto sustancial de la estructura genética en las funciones biológicas y abre nuevas vías para la investigación en esta área.

El estudio, titulado "Construcción de cromosomas sintéticos a partir de ADN natural", se publicará en Nature Communications con un DOI de 10.1038/s41467-023-44112-2.

El equipo de investigación incluye a Ian Ehrenreich, Alessandro Coradini, Christopher Ne Ville, Zachary Krieger, Joshua Roemer, Cara Hull, Shawn Yang y Daniel Lusk de USC Dornsife. Fue financiado por la subvención 2124400 de la Fundación Nacional de Ciencias, la subvención R35GM130381 de los Institutos Nacionales de Salud y una beca posdoctoral de Agilent.

Preguntas frecuentes (FAQ) sobre la revolución de la biología sintética

¿Qué es el método CReATiNG desarrollado en USC Dornsife?

CReATiNG es una técnica innovadora desarrollada por investigadores de la Facultad de Letras, Artes y Ciencias Dornsife de la USC. Representa un avance importante en la biología sintética, ya que permite la construcción más simple y rentable de cromosomas sintéticos a partir de ADN de levadura. Este método tiene el potencial de avanzar significativamente en varios campos, incluida la medicina, la biotecnología y la exploración espacial.

¿Cómo mejora el método CReATiNG la construcción de cromosomas sintéticos?

CReATiNG simplifica el proceso de construcción de cromosomas sintéticos mediante la clonación y el reensamblaje de segmentos de ADN naturales de levadura. Esto permite la creación de cromosomas sintéticos que pueden reemplazar a sus homólogos naturales en las células. La técnica facilita la combinación de cromosomas de diferentes cepas y especies de levadura, cambiando las estructuras cromosómicas y eliminando múltiples genes simultáneamente, lo que la convierte en una mejora significativa con respecto a las tecnologías actuales.

¿Cuáles son las posibles aplicaciones del método CReATiNG?

El método CReATiNG tiene enormes aplicaciones potenciales en varios campos. En medicina y biotecnología, podría conducir a una producción más eficiente de productos farmacéuticos y biocombustibles, y ayudar en el desarrollo de terapias celulares para enfermedades como el cáncer. En ciencias ambientales, puede permitir la creación de bacterias que consumen contaminantes. Además, es prometedor para la exploración espacial, ya que podría ayudar al desarrollo de microorganismos o plantas que podrían sobrevivir en el espacio.

¿Cuáles son las implicaciones de los hallazgos del método CReATiNG sobre las tasas de crecimiento de la levadura?

El estudio encontró que la reorganización de los segmentos cromosómicos en la levadura utilizando el método CReATiNG puede alterar significativamente sus tasas de crecimiento, con algunas modificaciones que resultan en un crecimiento hasta 68% más rápido o más lento. Este descubrimiento destaca el profundo impacto que la estructura genética puede tener en la función biológica y abre nuevas vías de investigación para explorar más a fondo estas relaciones.

¿Quién participó en la investigación del método CReATiNG y cómo se financió?

El equipo de investigación del método CReATiNG incluyó a Ian Ehrenreich, Alessandro Coradini, Christopher Ne Ville, Zachary Krieger, Joshua Roemer, Cara Hull, Shawn Yang y Daniel Lusk, todos afiliados a USC Dornsife. El estudio fue apoyado por una subvención de la Fundación Nacional de Ciencias, una subvención de los Institutos Nacionales de Salud y una beca posdoctoral de Agilent.

Más sobre la revolución de la biología sintética

  • Facultad de Letras, Artes y Ciencias Dornsife de la USC
  • Revista de comunicaciones de la naturaleza
  • Fundación Nacional de Ciencia
  • Subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud
  • Programa de becas posdoctorales de Agilent

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5 comentarios

Liz O. diciembre 20, 2023 - 12:32 pm

Escuché sobre esto en un podcast, la parte sobre la exploración espacial me atrapó. ¿Usar esto para misiones espaciales largas? eso es salvaje.

Responder
SaraL diciembre 20, 2023 - 3:38 pm

Totalmente de acuerdo, es sorprendente cómo están usando ADN de levadura para crear nuevos cromosomas, es como si algo de ciencia ficción se volviera real.

Responder
Marcos T. diciembre 20, 2023 - 10:40 pm

Leí sobre esto en otro artículo, el potencial de la medicina y la biotecnología es simplemente alucinante, imagina el tipo de tratamientos que podríamos ver en el futuro.

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jake m diciembre 20, 2023 - 11:36 pm

Vaya, esto es enorme para la ciencia, ¿verdad? La biología sintética está realmente despegando y la USC está a la cabeza con esta cosa CREATIVA.

Responder
Rajesh K diciembre 21, 2023 - 7:11 am

¿No es arriesgado jugar con cromosomas y genes de esta manera? Quiero decir, suena genial, pero ¿qué pasa con el lado ético? solo un pensamiento…

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