Mosca de diseñador

Tenía que ser Drosophila. El género —más de 2,000 especies, varias de ellas inquilinos habituales de los laboratorios de biología desde hace un siglo— tiene ahora un nuevo miembro: Drosophila synthetica, la primera especie animal artificial de la historia.

Se trata de una mosca transgénica creada usando transgenes ya existentes y mutaciones recesivas de Drosophila melanogaster, la popular mosca de la fruta, conocida prácticamente para todo el que haya llevado un curso de genética. Drosophila synthetica es el resultado de una serie de experimentos concebidos y ejecutados en la Universidad de Berna por el investigador español Eduardo Moreno, quien dio a conocer el trabajo en un artículo publicado el pasado 25 de julio en PLoS ONE.

Drosophila melanogaster (macho). Wikimedia Commons.

Digo que tenía que ser Drosophila, porque probablemente estos insectos son el organismo pluricelular más completamente estudiado desde el punto de vista de la genética, la biología molecular, la biología celular y la evolución regulatoria. Drosophila tiene un buen número de especies que se cultivan con facilidad en el laboratorio, y las abundantes generaciones de moscas se suceden en pocos días. Hace ya tres décadas que los investigadores empezaron a crear moscas transgénicas de este género, utilizando lo que se conoce como elementos transponibles, es decir, segmentos de ADN capaces de separarse del lugar en que se encuentran y reubicarse en el genoma.

Especie sintética

Un organismo transgénico no es necesariamente una nueva especie. Como lo subraya Moreno en su artículo, “la mayoría de los biólogos concuerdan en una definición muy estricta de especie, el concepto de especie biológica de Ernst Mayr, según el cual las especies consisten en poblaciones de organismos capaces de reproducirse entre sí, pero reproductivamente aislados de otros grupos semejantes”.

Las flamantes moscas transgénicas de Berna representan la primera población de organismos transgénicos que no pueden hibridizar con la población original natural pero siguen siendo fértiles cuando se cruzan con otros animales transgénicos idénticos, explica Moreno. Por eso es válido considerar a esta población una nueva especie. Pero Moreno propone referirse a ella como especie sintética, para distinguirla de las especies naturales, “no sólo porque se creó mediante manipulación genética, sino también porque quizá nunca sea capaz de sobrevivir fuera de las condiciones de laboratorio”. Los miembros de Drosophila synthetica son ciegos y sólo medran a temperaturas bajas, lo que sin duda representa importantes desventajas para la vida en muchos ambientes naturales.

Drosophila synthetica. La nueva especie es ciega y necesita temperaturas bajas para sobrevivir. Foto de Eduardo Moreno publicada en PLoS ONE.

Drosophila synthetica es otro hito en la creciente lista de conquistas de la biología sintética, que se remontan a la década de 1970, cuando Keiichi Itakura, Herb Boyer, Francisco Bolívar Zapata y otros investigadores ensamblaron el primer gen artificial de la historia, para inducir a Escherichia coli a producir somatostatina humana. De entonces a la fecha se han dado grandes zancadas. En mayo de 2010, un grupo de investigadores del Instituto J. Craig Venter dio a conocer que habían producido la primera bacteria capaz de reproducirse continuamente cuyo genoma nuclear se había sintetizado en el laboratorio, aunque utilizando como plantilla una secuencia genómica natural (ver el comunicado). No es que crearan “vida artificial”, como proclamaron los medios de difusión sensacionalistas; lo novedoso es que pudieron armar por primera vez un genoma sintético completo y hacerlo funcionar en un organismo vivo.

Un aspecto especialmente interesante del trabajo de Moreno es que posiblemente señala el camino para inducir el aislamiento reproductivo de otros animales transgénicos, o sea, convertirlos en especies sintéticas, incapaces de producir progenie con las especies originales de las cuales surjan. En palabras de Moreno, “la capacidad de abrir y cerrar a voluntad las compuertas de la especiación refleja uno de los propósitos de la biología sintética —construir componentes que se puedan manipular de manera confiable y predecible— y conserva la flexibilidad al tiempo que da mayor control sobre la difusión de organismos genéticamente modificados”. El investigador considera que esto debe incitar al debate sobre su posible uso como mecanismo de seguridad en biotecnología.

Transgénesis y especies naturales

Conviene poner esto en perspectiva. La humanidad lleva algo más de tres décadas aprovechando para su beneficio organismos genéticamente modificados (OGM) —o transgénicos—, así como productos obtenidos de ellos. Los OGM vienen haciendo un buen trabajo en áreas como la atención a la salud, la producción de alimentos, la remediación del medio ambiente, la recuperación de ecosistemas, etc.

El arroz dorado (a la derecha) es producto de una planta transgénica. El grano es rico en β-caroteno, precursor de la vitamina A. Foto de Golden Rice Project.

Entre estos serviciales organismos figuran las variedades de plantas transgénicas que se consumen como alimento y que, además de contribuir a la lucha contra el hambre, han ayudado a disminuir el uso de pesticidas químicos, varios de los cuales tienen el inconveniente de ser carcinógenos. En la actualidad se cultivan unos 134 millones de hectáreas de plantas transgénicas —arroz, maíz, soya, calabaza, papa, etc.— que contribuyen a la alimentación de unos 300 millones de personas. Los OGM también prestan servicios valiosos a la medicina; gracias a los OGM contamos, por ejemplo, con más de un centenar de medicamentos biológicos, así como un buen número de nuevas vacunas.

Los OGM son seres vivos que se crean mediante procesos que, por lo demás, operan cotidianamente en la naturaleza. Modificar organismos vivos para generar organismos transgénicos equivale a fenómenos como la integración de un fragmento de material genético viral en el genoma de una célula viva, algo que ocurre en la naturaleza todos los días. Los cromosomas de las plantas poseen un buen número de genes provenientes de las bacterias fotosintéticas que son las tatarabuelas evolutivas de los cloroplastos. De hecho, hoy sabemos que la evolución de las especies sería inexplicable sin la transferencia y reorganización constante de material genético.

Insulina

Insulina obtenida por medio de ADN recombinante. Foto de compbrain (Flickr Creative Commons).

La humanidad ha aprovechado tales procesos desde hace milenios, modificando las características genéticas de plantas y animales para obtener variedades más útiles, más productivas o más hermosas (hablando, por ejemplo, de caballos o perros). Cuando un agricultor del neolítico se dio cuenta que sembrar solamente las semillas de las mejores variedades mejoraba la especie, inició lo que es hoy día la evolución dirigida. La única diferencia es que, en vez de recurrir a la selección de variedades y la hibridación, en el caso de los OGM se manipulan directamente los genes de los organismos de interés.

Especiación y bioseguridad

Aunque hasta ahora nadie ha aportado pruebas científicas sólidas de que los OGM impliquen daños a la salud humana, al medio ambiente o a la biodiversidad, no faltan quienes siembren temores infundados. Uno de sus planteamientos es que, si los organismos transgénicos se cruzan con los naturales, ello va a alterar de manera impredecible —y, a su juicio, perjudicial— el genoma de estas especies.

Habría mucho que discutir sobre si de veras podemos considerar naturales las variedades, digamos, de maíz que se han sembrado tradicionalmente. A fin de cuentas, la especie misma no existía antes de que el hombre se pusiera a seleccionar y cultivar el teosinte silvestre. Pero aun sin entrar en ese debate y aceptando que, por principio, siempre es conveniente y útil contar con mecanismos de control y seguridad en todas nuestras invenciones —desde juguetes y herramientas hasta medicinas y alimentos—, la idea de Moreno de aprovechar la especiación artificial como una barrera de bioseguridad resulta muy atractiva. Las especies sintéticas no podrían cruzarse con las naturales.

Moreno reconoce que no es una barrera irreversible, ya que puede venirse abajo si ocurre una mutación espontánea en algunos de sus componentes. “No obstante, si lo vemos desde el punto de vista de la ingeniería (o la biología sintética), tener mecanismos de seguridad en una máquina la hace más segura, aun cuando es posible que dejen de funcionar. La solución es añadir más dispositivos de seguridad. De idéntico modo, añadir más barreras de especiación sintética acrecentará la seguridad”, razona. Yo concuerdo.

Lecturas recomendadas

Uno de los mejores trabajos que he leído sobre los OGM es el libro Por un uso responsable de los organismos genéticamente modificados, preparado por el Comité de Biotecnología de la Academia Mexicana de Ciencias, bajo la coordinación del doctor Francisco Gonzalo Bolívar Zapata. De él he tomado información para esta nota.

El doctor Bolívar Zapata es también compilador y editor de un compendio titulado Fundamentos y casos exitosos de la biotecnología moderna, publicado conjuntamente por la Academia Mexicana de Ciencias, el Instituto de Biotecnología de la UNAM, el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, y la Comisión Intersecretarial de Bioseguridad y Organismos Genéticamente Modificados.

La UNAM y el Fondo de Cultura Económica editaron conjuntamente en 2004 otro libro sumamente útil para entender la genómica y la biotecnología: Lo que somos y el genoma humano, coordinado por Antonio Velázquez Arellano.

La National Academies Press de los Estados Unidos editó el año pasado The Science and Applications of Synthetic and Systems Biology: Workshop Summary, libro que resume las ponencias y debates de un seminario que abordó lo más avanzado de las aplicaciones de la biología sintética y sistémica hasta 2011.

Los pasajes del artículo del doctor Moreno fueron traducidos del inglés por Delia Araujo Morales.

La primera foto, Drosophila melanogaster, es obra de Image Editor (Flickr Creative Commons).

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7 pensamientos en “Mosca de diseñador

  1. Holas…Me parece muy interesante los temas que aborda…es muy bueno saber la línea que siguen algunos productos que consideramos como “naturales” especialmente los OGM…y conocer sobre los resultados de mutaciones voluntarias en algunas especies …la controversia sigue, de cualquier forma considero que ante esto, es mejor estar bien informado…felicidades maestra!… good 4U

  2. Solo escribo para felicitarla Mestra, he leído varias de sus reseñas y al igual que ésta son muy buenas. Siempre diré, orgullosamente, que tuve la fortuna de ser su alumno. Saludos 🙂

  3. Tengo un amigo que esta en el negocio de la miel de abeja y el dice que los productos transgenicos en Mexico van a destruir a su industria, porque Europa no importa miel contaminada con plantas transgenicas.

    • Los motivos de que se haya prohíbido en algunos países de Europa la miel “contaminada” con “trazas de transgénicos” son políticos, no científicos.
      En un foro reciente sobre el tema, el doctor Francisco Bolívar Zapata subrayaba una vez más, como lo ha hecho tantas, que es necesario informar claramente a la población que los organismos genéticamente modificados (OGM) o transgénicos se crean mediante procesos de incorporación de genes que siguen los mismos mecanismos que usa la naturaleza.
      “Las plantas transgénicas se cultivan desde 1996, y 15 años después se siguen usando sin que hasta la fecha se hayan reportado efectos nocivos para la salud humana ni a la biodiversidad”, nos comentaba.
      Espero que a los sembradores de paranoia no se les ocurra un día de éstos querer prohibir la insulina humana producida por bacterias transgénicas y condenar a muerte a quién sabe cuántos diabéticos.

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