Flora Cantábrica

Matias Mayor

Biología sintética. Solución al cambio climático?.Synthetic biology.Solution to climate change?


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Biología sintética

INGENIERÍA GENÉTICA

EXTREMA

Una introducción a la biología sintética

……

Vamos a la tertulia del University College

……

Comentamos algunas de las frases del documento amodo de resumen

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Interviene el moderador: Se trata de una disciplina que, a diferencia de otras, no se basa en el estudio de la biología de los seres vivos, sino que posee como objetivo el diseño de sistemas biológicos que no existen en la naturaleza. La Biología Sintética busca la creación de nuevos organismos programables, es decir, la creación de microorganismos a la carta que se comporten como pequeños ordenadores.

………….

El continuo avance de la Ingeniería Genética ha

supuesto el nacimiento de un nuevo campo

denominado Biología Sintética. La Biología

Sintética se define como la síntesis de

biomoléculas o ingeniería de sistemas

biológicos con funciones nuevas que no se

encuentran en la naturaleza. Se trata de una

nueva disciplina que, a diferencia de otras, no se

basa en el estudio de la biología de los seres

vivos, sino que posee un objetivo claro, el diseño

de sistemas biológicos que no existen en la

naturaleza, lo que hace que sea una disciplina

que se sitúe más cerca de otras relacionadas con

la ingeniería

……………….

Involved the moderator: This is a discipline that, unlike others, not based on the study of the biology of living things, but has aimed to design biological systems that do not exist in nature. Synthetic biology seeks to create new organisms programmable, ie the creation of microorganisms to the letter to behave like small computers.

The continuous advancement of genetic engineering
Of course the birth of a new field
called Synthetic Biology. Biology
Synthetic defined as the synthesis of
systems engineering biomolecules or
biological functions is not new
found in nature. This is a
new discipline, unlike others, no
based on the study of the biology of living
alive, but has a clear objective, the design
of biological systems that do not exist in
nature, which makes it a discipline
which is situated closer to other related
engineering

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Otras definiciones de Biología Sintética:

• Creación de circuitos biológicos a base de genes que permitan programar células o

microorganismos.

• Síntesis de sistemas complejos basados en la biología, que manifiestan funciones que no existen

en la naturaleza4.

• Diseño y fabricación de componentes biológicos que no existen en la naturaleza5.

• Rediseño y fabricación de sistemas biológicos existentes en la naturaleza, a los que se les dota de

nuevas capacidades

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Definición: Biología sintética (conocida también como Synbio, Genómica

Sintética, Biología Constructiva o Biología de Sistemas): es el diseño y la

construcción de partes biológicas nuevas, nuevos dispositivos y sistemas

que no existen en el mundo natural. Es también el rediseño de sistemas

biológicos existentes para que ejecuten tareas específicas. Los avances en

las tecnologías nanoescalares —la manipulación de la materia al nivel de

átomos y moléculas— contribuyen a los avances de la biología sintética

…..

Cinco saltos cualitativos: introducción a cinco áreas importantes de investigación en biología sintética

……

1. La hechura de microbios mínimos: Genómica postmoderna

2. Línea de ensamblaje de ADN: Formas de vida tipo “Lego” para armar.

3. La construcción de células artificiales de abajo hacia arriba: la Evolución Ersatz (por sustitutos)

4. Ingeniería de conductos: maquilas de microorganismos

5. La expansión del sistema genético terrestre: genética de formas ajenas

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Implicaciones de la biología sintética

1. La construcción de una mejor arma biológica: ¿Que significa la biología sintética en términos de armas

biológicas?

II. La nueva agenda de energía sintética: la reactivación de los biocombustibles

III. La síntesis de nuevos monopolios, de la nada: la biología sintética y el monopolio intelectual

IV. Conservación sintética: Cuáles son las implicaciones de la síntesis de genes y del ADN digital en la

conservación de los recursos genéticos y la política de la biodiversidad.

V. Bienes de consumo sintéticos: implicaciones para el comercio

VI. Seguridad Biosintética

…..

Asunto: La ingeniería genética fue rebasada. Hoy, los científicos ya no mapean

únicamente genomas o manipulan genes. Construyen vida de la nada —y lo hacen en

ausencia de un debate social y de una supervisión regulatoria. Conocida como

“ingeniería genética con esteroides”, la biología sintética implica amenazas sociales,

ambientales y armamentistas que rebasan todos los peligros y abusos posibles de la

biotecnología. La “synbio”, como le nombran en el argot compacto de los laboratorios

—por el acrónimo en inglés de synthetic biology—, se inspira en la convergencia de

biología, computación e ingeniería en la escala nanométrica. Usando una computadora portátil, secuencias genéticas públicas y ADN sintético obtenido por correo, cualquiera tiene el potencial de construir de la nada genes o genomas completos (incluidos algunos patógenos letales).

…….

En cinco o

diez años los genomas de bacterias simples se sintetizarán rutinariamente y no será

gran cosa ensamblar un genoma “de diseño”, insertarlo en una célula bacterial vacía y

—voilà— dar a luz a un organismo vivo y auto-replicante

…….

Impacto: un pequeño grupo de científicos de las empresas, incluido el aventurero de los

genes, J. Craig Venter, está montando compañías de biología sintética con fondos

gubernamentales y capitales de riesgo. Su propósito es comercializar nuevas partes,

dispositivos y sistemas biológicos que no existen en el mundo natural —algunos de los

cuales fueron diseñados para ser liberados en el ambiente. Quienes proponen esto

insisten en que la biología sintética es la clave para producir biocombustibles baratos, la

cura de la malaria y remedios para el cambio climático —objetivos afables para los

medios de comunicación, que intentan adormecer las preocupaciones del público

…….

El peligro no es únicamente el terrorismo biológico,sino el “errorismo biológico”.

…….

Políticas: En 2006, algunas organizaciones de la sociedad civil rechazaron las

propuestas de que la biología sintética se autorregule, algo que plantea un pequeño

grupo de entusiastas de la síntesis biológica. Y el rechazo viene porque primero debe

existir un amplio debate sobre las implicaciones sociales, económicas y éticas de la

synbio. El debate no puede limitarse a la bioseguridad (el bioterrorismo o las armas

biológicas) ni a las medidas de seguridad biológica (en los espacios de trabajo o el

ambiente).

……

el Grupo ETC considera que, por lo menos, debe prohibirse de inmediato la

liberación al ambiente de los organismos sintéticos de novo hasta que se haya

emprendido un amplio debate social y se establezca una estricta gobernanza de dichos

asuntos.

…….

Bajo el viejo paradigma de la transgenie, la ingeniería genética era un asunto de cortar y pegar, donde los

biotecnólogos reacomodaban, entre las especies ya existentes, piezas de ADN —la molécula

autoensamblante que instruye a los organismos vivos cómo efectuar todos los procesos biológicos. La

diferencia es que hoy los biólogos en sistemas tienen herramientas parecidas a un procesador de palabras.

……

Están en el “inicio de la transición entre ser capaces de leer… el código genético… a los primeros estadíos

de ser capaces de escribir el código”

…….

La biología sintética representa un cambio importante en la dirección de la tecnología genética, la cual,

durante gran parte de los últimos veinte años se ha enfocado a descifrar la información genética (la

secuenciación de los genes) con el fin de identificar y entender el papel de los genes que se encuentran en la naturaleza. Como resultado de la carrera por leer y mapear genomas, ahora es posible secuenciar

decenas de miles de pares de bases por minuto, y hacerlo de un modo relativamente barato.4 Conforme la atención da un viraje de leer a escribir la información genética (y de hecho organismos completos), los

biólogos en sistemas pueden fruncir la nariz con desdén ante los diseños de la naturaleza y favorecer las

formas de vida hechas a la medida. Utilizando conceptos de ingeniería prestados de la electrónica y la

computación, los biólogos en sistemas construyen versiones simplificadas de bacterias y reprograman

ADN como un medio de computar y ensamblar nuevos sistemas genéticos dirigidos por humanos

…….

En mayo de 2006, 38 organizaciones de la sociedad civil de todo el mundo se

reunieron para hacer una carta abierta a la comunidad de la biología sintética, y

expresaron su preocupación por que “esta tecnología, potencialmente poderosa,

se desarrolle sin un debate social apropiado que aborde sus implicaciones

socioeconómicas, ambientales, de seguridad, salud, y derechos humanos”.

……………..

Recuadro uno: BANG se torna disciplina científica: la convergencia de

tecnologías en la escala nanométrica

¿Es biotecnología? ¿Es nanotecnología? ¿Es acaso tecnología de la información? El campo de la biología sintética conjunta de hecho las tres —un ejemplo de las “tecnologías convergentes”, la más reciente estrategia industrial favorecida por los planificadores de la Organización para la Cooperación y el

Desarrollo Económico (OCDE).

…………………

La Nanotecnología que controla la materia mediante la manipulación de los Átomos, puede

converger con la Biotecnología, que controla la vida mediante la manipulación de Genes que a su vez

converge con la Informática para controlar los datos mediante la manipulación de Bits y eso converge

con la Neurociencia Cognitiva, para controlar la mente mediante la manipulación de las Neuronas

……..

3. La construcción de células artificiales de abajo hacia arriba:

la Evolución Ersatz (por sustitutos)

De la bomba atómica a la vida atómica: El proyecto más reciente en el desierto de Nuevo México: Un equipo de investigación en “synbiointenta crear formas de vida artificiales sin recurrir para nada al ADN. En octubre de 2004, el físico teórico Steen Rasmussen obtuvo una beca por 5 millones de dólares de Los Alamos National Laboratory (en Nuevo México, Estados Unidos) —lugar donde naciera la bomba atómica— para construir una célula viva completamente de la nada. Mientras que casi todos los proyectos de la “synbio” son de arriba hacia abajo

……

—reacomodando la vida existente o revirtiendo su diseño hasta llegar a los

fundamentos más desnudos de la vida— el proyecto de Rasmussen es en realidad

de abajo hacia arriba: está intentando crear sus ingredientes esenciales para después

mezclarlos en un tubo de ensayo.88 Su equipo de investigación piensa que su

“protocélula” requerirá tres elementos para sostener la vida —un metabolismo que

coseche y genere energía, una molécula de almacenamiento de información (como

el ADN) y una membrana que las mantenga juntas.

………….

Sospecho que de aquí

a cinco años, los

sistemas genéticos

artificiales que hemos

desarrollado serán el

soporte para una

forma de vida artificial

que pueda

reproducirse,

evolucionar, aprender

y responder a los

cambios ambientales.

…….

Steven Benner,

Westheimer

Institute for Science

and Technology

……

Hemos diseñado un

sistema genético

completamente nuevo

y diferente a cualquier

sistema viviente sobre

la Tierra. Eric. T.

Kool, Stanford

University

…….

La industria de la

biología sintética de

hoy le hace mucho

más fácil el trabajo

a quienes pretender

hacer armamentos

biológicos

…..

Si algún imbécil se lleva la

secuencia [de un patógeno

peligroso] y la sintetiza,

podemos estar en serios,

muy serios problemas.

Doctor Eckard

Wimmer, biólogo

molecular que encabezó

el equipo que sintetizó el

virus de la polio

……

II. La nueva agenda de energía sintética: la reactivación de los

biocombustibles

Algo que realmente me entusiasma mucho de los proyectos de la biología sintética es que

están trabajando en crear nuevos tipos de combustibles con los que podremos reducir nuestra

dependencia con respecto al petróleo y proteger nuestro ambiente.

Arnold Schwarzenegger, gobernador de California145

…….

Los promotores de la biología sintética esperan que la promesa de un “cura tecnológica verde” —

microbios sintéticos que fabriquen biocombustibles baratos o pongan un alto al cambio climático— sea

tan seductora que la tecnología gane la aceptación del público pese a sus riesgos y peligros

…..

La búsqueda pretende

hallar un mejor

microbio que de

forma eficiente y

barata, descomponga

la celulosa. Es ahí

donde entra la biología

sintética.

……

Básicamente, estamos

asumiendo los

principios modernos

de la biología sintética

para intentar

reemplazar el crudo.

Jack Newman, Amyris

Biotechnologies

…….

Muy pronto, ya no tendremos que almacenar el ADN en grandes refrigeradores.

Simplemente lo escribiremos cuando lo necesitemos.

Tom Knight, biólogo en sistemas del MIT

…….

En los viejos tiempos de la biología todo era en vivo —en la vida.

Luego los científicos aprendieron

como criar organismos in vitro —en vidrio.

Ahora la biología es in silico —en silicio.

Nathanael Johnson “Steal this Genome”, East Bay Express212

…….

Si la capacidad de

producir en forma barata

otros compuestos a

partir de fábricas

microbianas —incluidos

medicamentos, aceites

tropicales, nutrientes y

saborizantes— se logra

mediante la biología

sintética, habrá un

dramático impacto sobre

el comercio global de

bienes de consumo

tradicionales

…….

Si decidimos regular la

industria, debemos estar

dispuestos a pagar el precio

de eso, lo que significa que

no habrá medicamentos

baratos contra la malaria y

que no se desarrollarán

biocombustibles potenciales

ni otros fármacos para otras

enfermedades, ni la limpieza

del ambiente ni todas las

cosas que surgen de esta

área.

Jay Keasling, Discover,

diciembre de 2006

….

El debate debe ir más

allá de la bioseguridad o

de medidas relacionadas

con la seguridad laboral

o en el ambiente, e

incorporar discusiones

acerca quién controla y

es dueño de dicha

tecnología, y acerca de

si ésta es socialmente

aceptable o deseable.

……..

la producción microbiana de artemisinina para el tratamiento de la malaria

Más del noventa por ciento de las muertes por malaria ocurren en el África subsahariana. Las iniciativas

de salud global no han logrado traer medidas de prevención tan simples como mosquiteros, y la

agravada crisis provocó que la Organización Mundial de la Salud (OMS) revirtiera su política de 30 años:

hoy respalda el uso de la “bala de plata del siglo XX”, el controvertido plaguicida conocido como DDT,

como estrategia de prevención.

…….

La OMS considera los medicamentos a base de artemisinina como la mayor esperanza para el tratamiento

de un millón de personas —casi todas ellas niños africanos— que de otra manera morirían de malaria año

con año. Sin embargo, una escasez global de la artemisina (la artemisinina natural, extraída de las hojas

de una planta conocida como artemisa dulce o ajenjo dulce en diversos tratados y sistemas de saber

popular, o Artemisia annua según las clasificaciones), que sigue siendo

valorada como un tratamiento eficaz contra todas las cepas de la malaria, hace

que esté fuera del alcance de la gente pobre. Es entonces atractivo el uso de la

biología sintética para combatir la malaria: una cura tecnológica viene al

rescate cuando disminuyen las inversiones y fracasan las medidas de

prevención y control contra la malaria en África

…….

En abril de 2006, el profesor Jay Keasling, de la Universidad de California en

Berkeley y 14 de sus colaboradores anunciaron en Nature que habían logrado

diseñar una cepa de levadura para producir ácido artemisínico, que es un

paso necesario para la producción de la artemisinina misma.259 Haciendo uso de sofisticadas técnicas de

barrido e bioinformática, el equipo afirma haber descubierto los genes implicados en la producción

natural del ácido artemisínico de Artemisia annua, y que lograron insertarlos y

expresarlos en una cepa de levadura modificada. El microbio se comporta

entonces como una fábrica en miniatura que produce el ácido en cuestión.

………

La promesa de existencia ilimitadas de un medicamento para combatir la

malaria se volvió la razón de ser de la biología sintética

……

La perspectiva de una

artemisinina sintética

podría desestabilizar el

incipiente mercado de

artemisa natural

….

…………………………..

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