Biología sintética: historia, qué estudia, aplicaciones
La biología sintética es la disciplina que se enfoca en la fabricación de sistemas biológicos que no son propios de la naturaleza. Por lo tanto, su objetivo no es combinar la información genética de organismos existentes, sino crear formas de vida parcial o absolutamente artificiales.
Siguiendo esa definición es posible expresar que esta materia de síntesis es una técnica de producción material que se fundamenta en la innovación a través del estudio de procesos moleculares complejos.
También es conveniente resaltar que la biología sintética se caracteriza por ser una aplicación interdisciplinaria, ya que su método de investigación tiene como base científica la biología e ingeniería de sistemas biológicos.
A diferencia de la bioingeniería, cuyo fin es reprogramar y alterar a voluntad el material genético con el propósito de producir una especie de máquinas vivientes, esta especialidad busca fundar otra manera de pensar, observar y plantear la evolución del organismo humano y social.
Así mismo, la biología sintética también se distancia de la biotecnología tradicional, ya que mientras esta última pretende manipular y modificar la información del ácido desoxirribonucleico (ADN), la primera se centra en componer microorganismos programables o genomas ordenadores.
De esa manera, se puede afirmar que esta disciplina cuenta con la capacidad para intervenir en el metabolismo y desarrollar productos industriales. Además, en el futuro podría elaborar un proyecto que ayude a detener el cambio climático y disminuya la dependencia de combustibles fósiles.
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El nacimiento de la biología sintética comprende dos sucesos fundamentales; el primero se llevó a cabo a mediados del siglo XX cuando un grupo de estudiantes de Ingeniería Genética consiguieron manipular la bacteria Escherichia coli.
El propósito era que los alumnos tuvieran los conocimientos primordiales sobre cómo reprogramar un bacilo. Sin embargo, terminaron descubriendo que las cepas de la E. coli podían sustituir a las células que se obtenían de animales o cadáveres al momento de realizar algún experimento
Gracias a esa actividad de intervención y modificación de un sistema orgánico surgió otro campo de estudio, el cual llamaron biología sintética. Esta disciplina adquirió mayor relevancia en los años 60, luego de los estudios elaborados por Jacques L. Monod (1910-1976) y François Jacob (1920-2013), siendo este el segundo suceso más importante para la biología sintética.
El aporte de estos científicos fue revelar las bases para regular el mensaje genético. Es decir, expusieron el contenido de un genoma y la técnica para decodificar dicha información con la finalidad de diseñar, mediante los datos develados, nuevos modelos de redes celulares.
Este avance impulsó el crecimiento de la biología sintética, ya que le otorgó las herramientas que permiten programar, describir y hacer interactuar el material genético.
La biología sintética, también designada “SynBio” por su acrónimo en inglés, es una disciplina emergente. No obstante, surgió como materia de estudio a finales del siglo XX.
Desde entonces, las investigaciones sobre las funciones moleculares se encuentran en constante progreso tanto en Estados Unidos como en Europa; pero más allá de su principio científico, resulta conveniente destacar que el origen de la especialidad no es el mismo que el del nombre.
Esto se debe a que la expresión biología sintética fue utilizada por primera vez en 1912. Dicha categorización fue empleada por Stéphane Leduc (1853-1939) para referirse a sus trabajos sobre los mecanismos físicos y químicos de la vida.
Los términos eran usados por el biólogo francés para describir cómo un sistema natural podía convivir con los procesos artificiales. Por tal motivo, decenios más tarde, los científicos recurrieron a la denominación para señalar a una rama propia de la biología e ingeniería genética.
El principal objeto de estudio de esta aplicación científica es la descomposición de los diversos circuitos biológicos que conforman el ácido desoxirribonucleico (ADN). El fin es examinar la secuencia y codificación de cada gen para después poder imitar su comportamiento.
Una vez alterada la función del material genético, los especialistas se dedican a fabricar y programar organismos antinaturales que contribuyan a mejorar la calidad de vida de las personas.
En este sentido, el rol de los investigadores es desdibujar las fronteras que distinguen los sistemas vivos de los autómatas; por ello pretenden hallar una herramienta para que los cultivos crezcan en tierras baldías con la finalidad de comprobar sus hipótesis.
La biología sintética no solo tiene la intención de vincular los procesos naturales con los artificiales, sino que procura participar en los numerosos sectores de la realidad como el tecnológico, agrícola, industrial y energético.
No obstante, vale recalcar que es una disciplina en construcción, motivo por el cual sus aplicaciones varían continuamente. Alguna de las variantes más importantes son:
Consiste en la producción de medicamentos cuyos elementos esenciales son los microorganismos. Para que este proyecto pueda funcionar es preciso encapsular el material genético. De ese modo se podrán personalizar los fármacos, dependiendo de la necesidad de cada individuo.
Esta aplicación se caracteriza por fabricar virus que serán incorporados dentro de los tejidos para que se integren en los genomas de los pacientes. El resultado que se espera de este experimento es que la infección mecánica reconozca y destruya todas las células anormales.
El fundamento de esta disciplina científica no es devastar los sistemas inmunológicos al incorporar los organismos sintéticos en los estudios biológicos, sino que busca replantear la estructura de las redes celulares a través del genoma.
Por consiguiente, la biología sintética —además de diseñar sistemas biomoleculares— reinterpreta el comportamiento genético para comprender los procesos vitales. De ahí que los dos conceptos principales de la especialidad sean considerados instrumentos tecnológicos. Estos son:
Es una herramienta constituida por un conjunto de genes u ordenadores en miniatura, que cumplen la labor de regular el metabolismo. Dichos microorganismos fueron diseñados para disminuir los daños causados por la bacteria E. coli.
Es el elemento fundamental que utilizan los científicos al momento de diseñar células autómatas. Esto es porque los organismos artificiales se construyen cuando se logra identificar la configuración mínima del material biológico, que es indispensable porque contiene la información para contrarrestar las defensas significativas de los bacilos.
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