Biología sintética: revolución biotecnológica

Introducción

Desde la antigüedad, el ser humano ha discutido hipótesis sobre la transmisión de características de un individuo a su descendencia. Filósofos como Aristóteles (384-322 a. C.) e Hipócrates (460 -370 a. C.) defendieron la idea de la pangénesis, donde cada parte del cuerpo de un ser vivo produce un gemmulus con la información de esa parte u órgano, que es pasa a los órganos reproductores y se transmite a los descendientes. Esta idea permeó el ambiente científico durante mucho tiempo, influyendo en investigadores como Lamarck (1744-1829) en los estudios de la evolución de los seres vivos.

Para el surgimiento de la Biología Sintética y sus aplicaciones, fue necesario que las ideas sobre la herencia evolucionaran mucho, comenzando con el descubrimiento del gen, idea propuesta en 1909 por el científico danés Johannsen (1857-1927). Además, el modelo de la molécula de ADN presentado en 1952 por James Watson y Franics Crick, el Proyecto Genoma Humano iniciado en la década de 1990, el avance en el uso de la tecnología del ADN recombinante aliada al desarrollo y aplicación de la computación, fueron factores importantes. para el crecimiento de esta zona. (SANTOS; AGUILAR; ALGER, 2010)⁠

El desarrollo de la biología sintética.

“Definir o caracterizar la biología sintética se ha convertido en un importante foco de discusión entre los investigadores. Tres caracterizaciones de la biología sintética brindan información sobre estos debates. Benner y Sismour identifican dos clases principales de biólogos sintéticos. El enfoque de la primera clase es ensamblar componentes no naturales o sintéticos para crear sistemas químicos que apoyen la evolución darwiniana o biológica. La segunda clase está informada por la ingeniería y se enfoca en extraer partes intercambiables entre sistemas vivos para crear unidades y dispositivos que pueden o no ser análogos a los sistemas biológicos existentes (Benner y Sismour 2005: 553). Ambas clases se enfocan en la síntesis química de componentes biológicos que van desde circuitos genéticos hasta genomas completos. Sin embargo, los primeros se preocupan por comprender la biología «natural», mientras que los segundos se centran en la ingeniería. Fuente: (PAUL OLDHAM CORREIO; HALL; BURTON, 2012)

Los orígenes de la genómica sintética o Biología Sintética se remontan a 1961 y 1999, siendo notable el año 1961 por el artículo de François Jacob y Jacques Monod con sus descubrimientos sobre el control genético, ganando el Premio Nobel en 1965 (NOBELPRIZE, 2014)⁠.

En 1968 Hamilton Smith hizo el descubrimiento de las enzimas de restricción, que tienen la capacidad de cortar el ADN en secuencias específicas, hecho que marca el probable inicio de la Ingeniería Genética. Sin embargo, el dominio de esta técnica en el uso de la transferencia de genes tuvo una influencia importante de parte de Herbert Boyer y Stanley Cohen, quienes en 1972 propusieron que si dos piezas de ADN eran cortadas por la misma enzima de restricción, podían ser pegadas en diferentes organismos. (CUNHA, 2014)⁠

La biología desde sus inicios se basa en la observación y estudio de los seres vivos, aun con sus transformaciones, conserva esta característica, de esta forma avanza a través de descubrimientos y no a través de invenciones y creaciones.

Las aplicaciones de la Biología Sintética son bastante variables, sin embargo, muchas de ellas ya eran, en cierto modo, diez posibles que el ser humano aprendiera a manipular el material genético. En defensa de la manipulación genética y sus beneficios, se dijo:

“Debemos recordar al respecto que la insulina, el único fármaco capaz de mantener con vida a cierto tipo de pacientes diabéticos, se extraía del páncreas de bovinos o porcinos y luego se modificaba, proceso que implicaba un alto costo y tenía el inconveniente de resultar en una molécula diferente de insulina humana (con el riesgo de reacciones secundarias de sensibilización). A través de la tecnología del ADN recombinante, fue posible alterar el genoma de una bacteria no patógena (Escherichia coli), para que comenzara a producir insulina similar a la que producen las células de Langerhans del páncreas humano. Es decir, una bacteria “domesticada” era capaz de producir una hormona humana.” (CONSEJO NACIONAL DE ÉTICA EN CIENCIAS DE LA VIDA (CNECV) Y COMITÉ DE BIOÉTICA DE ESPAÑA (CBE), 2011)

Así, desde mediados del siglo XIX, la biología sintética ha experimentado varias mejoras, sin embargo, fue recién entre 2000 y 2003 que el uso del término volvió a tener un mayor impacto. Esto, provocado por la unión interdisciplinaria de biólogos e ingenieros eléctricos en la región de Boston en los EE. propuesta de una competencia internacional y anual con equipos de universidades de todo el mundo, cada uno presentando proyectos de biología sintética. (SYNBIOBRASIL, 2014)⁠.

Fig 1: Ilustración del proceso de ingeniería genética y adaptación para Biología Sintética, Fuente: (REVISTA CH, 2014)

Aplicaciones de la Biología Sintética

Además de la posibilidad que brinda a los biólogos de poder comprender mejor la naturaleza a través del estudio de los componentes sintéticos, debido a su sencillez, la Biología Sintética tiene una aplicación comercial estimada y una aplicación que va desde la agricultura hasta la medicina, donde se espera llegar , según BCC Research, el valor de mercado global de 10,8 mil millones de dólares para 2016, creciendo a una tasa anual compuesta de alrededor del 45,8% por año. Como posibles aplicaciones en esta área, podemos mencionar:

Energía: Mediante el diseño de microorganismos es posible producir combustibles o realizar fotosíntesis artificial.

Medicina: Permite el desarrollo de nuevos tejidos, medicamentos, vacunas y agentes de diagnóstico, pudiendo actuar también en biomateriales. Según el sitio web Futuro da Medicina, tenemos como ejemplos de biomateriales adaptados para biología sintética, tenemos los implantes cocleares, que son aparatos auditivos electrónicos. Afirman que las posibilidades dentro de la biología sintética prometen desdibujar los límites entre el cuerpo humano y la tecnología.

Medio ambiente: los contaminantes pueden detectarse y actuar sobre ellos degradándolos o eliminándolos del medio ambiente. En el blog Uncomplicating Biotec se citó un artículo que habla sobre el potencial de usar baterías que absorben dióxido de carbono para producir su alimento, demostrando que en teoría sería incluso posible cambiar la atmósfera de otro planeta como Marte a condiciones aceptables. .para la permanencia de la vida humana.

Industria química: Con la producción de compuestos químicos finos o a granel, incluyendo proteínas capaces de constituir una opción más para las fibras naturales o sintéticas existentes.

Agricultura: Con nuevos aditivos alimentarios.

Referencias bibliográficas:

CONSEJO NACIONAL DE ÉTICA PARA LAS CIENCIAS DE LA VIDA (CNECV) Y COMITÉ DE BIOÉTICA DE ESPAÑA (CBE). Biología sintética. no. http://www.cnecv.pt/admin/files/data/docs/1320431400_BiologiaSintetica_CBE-CNECV%20Aprovado.pdf, pág. 30, 2011.

CUNHA, GR El valiente (o no tan) nuevo mundo de la biología sintética. no. http://www.agrolink.com.br/colunistas/o-admiravel–ou-nem-tanto–mundo-novo-da-biologia-sintetica_6300.html, pág. 1–2, 2014.

CONSEJO ASESOR DE CIENCIAS DE LAS ACADEMIAS EUROPEAS. Biología sintética: una introducción. no. http://www.easac.eu/fileadmin/Reports/Easac_11_SB-Lay-Portuguese_web.pdf, pág. 1–16, 2011.

FIGUARA, R. Biología Sintética: Mercados Emergentes Globales. v. 2016, núm. http://www.bccresearch.com/market-research/biotechnology/global-synthetic-biology-markets-bio066b.html, pág. 1–2, 2014.

PREMIO NOBEL. El Premio Nobel de Fisiología o Medicina 1965. n. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1965/, pág. 2–3, 2014.

PABLO OLDHAM CORREO; SALONES.; BURTON, G. Mapeando el paisaje científico. no. http://www.plosone.org/article/info%253Adoi%252F10.1371%252Fjournal.pone.0034368, pág. 1–17, 2012.

REVISTA CH Esquema de biología sintética. no. http://www.plosone.org/article/info%253Adoi%252F10.1371%252Fjournal.pone.0034368, pág. 1, 2014.

SANTOS, FS DOS; AGUILAR, JBV; ALGER, MM Biología Bachillerato 3er Año. 1ª edición ed. San Pablo: [s.n.]. PAGS. 320

SINBIOBRASIL. ¿Qué es la “Biología Sintética”? no. http://synbiobrasil.org/st/o_que/, pág. 1–4, 2014.

FUTURO DE LA MEDICINA http://www.futurodamedicina.com.br/tendencias/tendencias/ biologiasintetica# sthash.OswFOGMZ.dpuf ,2014.

BIOTEC SIN COMPLICACIONES http://dbiotec.blogspot.com.br/2014/07/curiosidades-organismos-sinteticos.html, 2014.