Entrevista a Eva Yus (por mail)

- ¿es posible actualmente producir un citoplasma de forma sintética?

Nadie lo ha hecho. Hay algunas maquinarias moleculares (nosotros llamamo maquinas moleculares a complejos de muchas proteinas que hacen una funcion determiada) que se pueden reconstituir in vitro, como el ribosoma (que es la maquina que hace proteinas del RNA). Puedo imaginar que esto se consiga en el futuro, aunque son unos cuantos componentes los necesarios y no es trivial ensamblarlos in vitro (muchas veces produces y purificas proteinas y no se asemblan o no son funcionales y no sabes por que). En principio necesitas al menos la RNA polimerasa (que pasa el DNA a algo legible por el ribosoma, el RNA), el ribosoma (que traduce literalmente los nucleotidos del RNA en aminoacidos, los ladrillos de las proteinas) y una fuente de energia (normalmente ATP) que es necesaria para mover toda esa maquinaria. Lo mas complicado es meter eso en una membrana y conseguir que se divida (este proceso es poco conocido a nivel molecular por lo que te puedes imaginar que es dificil de reproducir in vitro). O sea que, volviendo a tu pregunta, se podria hacer alguna clase de citoplasma in vitro, con algunas funciones basicas, como leer la informacion del genoma, pero de ahi a hacer una celula viva (con metabolismo y capaz de dividirse, requisito imprescindible para la vida) hay un buen trecho.

- ¿de qué forma sería posible producir en un futuro un citoplasma sintético, de modo que -unido al genoma sintético- ya se pueda hablar de célula sintética?

Todo esto que te he dicho en la respuesta anterior, aunque hablo de producirlo "in vitro", en realidad son bacterias las que usamos para producir esas proteinas. Hoy en dia no hay tecnologia para producir o polimerizar proteinas quimicamente (solo polimeros de unos 50 aminoacidos, y las proteinas tienen de 100 a mas de 2000) y no se si la habra en el futuro, la verdad, la sintesis quimica creo que no da mas de di en este aspecto. O sea, que esas proteinas siempre tendra un origen biologico, no quimico.

Piensa que el problema es un poco el huevo y la gallina, y de hecho es uno de los misterios de la biologia: el origen de la vida. Para tener vida debio de haber un material (DNA o RNA) que tenia informacion, al menos para copiarse a si mismo (la autoperpetuacion). Esta informacion serian las proteinas que lo copian. Pero para traducir esa informacion hacen falta proteinas, que son las maquinas moleculares de la celula como te explicaba. Ahi esta el problema que no entendemos.

Lamentablemente no hay "fosiles" de esos primeros pasos, y hay poca financiacion para ese tipo de estudios (que como ves serian muy necesarios tambien para la Biologia Sintetica).

- ¿En la práctica, no resultaría igual de efectivo –o equivalente incluso- que crearlo mediante células producidas a través de genoma sintético?

No se si entiendo bien la pregunta pero creo que no, nada de lo que te he dicho es mas efectivo que una celula que existe hace millones de años. No se si los cientificos lo conseguiremos, pero desde luego nunca seremos mejores que la naturaleza.

Piensa que lo que Venter ha hecho es como lo que hace un virus, solo tiene DNA y aprovecha la maquinaria de otra celula para copiarse y multiplicarse. En este caso ese material tenia informacion para hacer una celula por lo que se selecciono y el viejo se perdido. Pero un requisito imprescindible para que este abordaje funcione es que el genoma que metes sea reconocido por esas maquinarias moleculares endogenas o anfitrionas: si las bacterias estuvieran mas alejadas filogeneticamente (las de Venter eran primas hermanas) no funcionaria, ya que el DNA no seria reconocido, leido ni copiado.

- ¿el genoma mínimo es propio de cualquier organismo o es común a todas las especies?

Hay una gran discusion al respecto. El genoma minimo seria lo minimo que se necesita para vivir una celula (lo cual ya es dificil de definir, ya que cada celula vive en un nicho distinto, pero bueno...). Para ello se analizan todas las celulas cuyos genomas se han secuenciado y se me mira que hay en comun. Pero esto esta basado en la idea de que hubo una celula o ancestro comun a todas las especies (LUCA en ingles), pero este es un concepto erroneo basado en nuestro conocimiento actual de la Biologia, donde la herencia de genes es fundamentalmente vertical (por lo que volviendo atras en el tiempo llegariamos a la celula primigenia). Como digo esto esta desvirtuado por el mundo que conocemos ahora, piensa que originalmente habia muchisma mas herencia horizonal (bacterias que intercambiaban genes entre ellas, al contrario que la vertical, que es a los hijos), incluso probablemente al principio de la vida ni siquiera habria celulas individuales, sino una sopa (hay quien piensa que la vida surgio en oquedades de minerales, que a su vez hacian de catalizadores de las reacciones quimicas).

De hecho Venter habia sacado unos genes que el consideraba el set minimo y prometio que seria eso lo que crearia y transplantaria (no lo que ha hecho, que es un set completo). Eso te indica que problamente lo ha intentado y no le ha funcionado; es decir que: a) o esos genes no eran suficientes  o b) no los pudo ensamblar correctamente (los genes no son solo genes sino su regulacion, que se lean cuando se necesitan).

- ¿el genoma sintético se fabrica a partir de genoma desecho del mismo tipo de bacteria o es, en cambio, a partir bases de cualquier genoma?

Hay dos cosas: el material genetico es universal en todos las especies, son 4 bases que son siempre las mismas; por otro lado querria aclarar el significado de sintetico porque en teoria sintetico es de sintesis quimica u organica, esto es, los nucleotidos provienen de una reaccion catalizada in vitro a partir de componentes mas simples. Estos se pueden polimerizar tambien quimicamente para dar pequeñas secuencias de DNA. Pero en el experimento de Venter ahi acabo la parte de sintesis quimica: a partir de ahi uso maquinarias moleculares (polimerasas y enzimas) microorganismos (bacterias y levaduras) para ensamblarlo y amplificarlo (o sea, copiarlo para obtener suficiente cantidad para el transplante). De manera que la respuesta es: si, fue sintetico en origen pero lo que se transplanto, quimicamente, tenia un origen biologico, no sintetico.