AXN o ADN sintético: ¿nuevas formas de vida?

El último hito de la biología sintética ha sido publicado este mes en la revista Science. Un grupo de científicos han generado  en el laboratorio ácidos nucleicos artificiales capaces de almacenar y transmitir información así como de evolucionar.  ¿Se inician nuevas formas de vida?

En nuestras células la molécula encargada de almacenar y propagar la información genética es el ADN (ácido desoxirribonucleico). En otros sistemas, como es el caso de un gran número de virus,  estas funciones las realiza el ARN (ácido ribonucleico). Ambas moléculas son cadenas formadas por nucleótidos, que están compuestos por un azúcar (desoxirribosa en el caso del ADN y ribosa en el del ARN), un grupo fosfato para conectar unos eslabones con otros  y una base nitrogenada, que da nombre a cada nucleótido, A, C, G o T (U en lugar de T en el caso del ARN). Las bases nitrogenadas son las letras del alfabeto genético y con sus  distintas combinaciones dan lugar a la gran diversidad biológica. Además son complementarias dos a dos (A con T o U y C con G) y este mecanismo lo utiliza la célula para traducir y  copiar la información genética.   

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Esquema de los seis XNAs diseñados por Pinheiro et al.

Ahora un equipo internacional de científicos, liderado por Philipp Holliger y Vitor Pinheiro del MRC,  han generado moléculas muy similares al ADN pero construidas con azúcares distintos  a los habituales: los AXN (ácido xeno-nucleicos, donde la X representa las distintas posibilidades de azúcares). Han construido seis diferentes, utilizando no sólo pentosas (azúcares de 5 carbonos como los de los ácidos nucleicos naturales) sino también azúcares de 3, 4 y 6 carbonos y todos los AXN diseñados hibridan con ADN y ARN. Sin embargo, los AXN no son reconocidos por las enzimas naturales y para conseguir multiplicarlos el equipo de Pinheiro ha diseñado nuevas polimerasas capaces de generar AXNs a partir de un molde de ADN y otras capaces de producir ADN a partir de AXN, prácticamente sin cometer errores en la réplica. Por si esto fuera poco, han conseguido que uno de los AXNs evolucione en el laboratorio para unirse específica y fuertemente a determinadas moléculas diana, es decir, que funcione como un aptámero, pudiendo interferir con la función celular de la molécula contra la que se dirige. Además, como no son reconocidos por la maquinaria celular tampoco pueden ser degradados, abriendo las puertas para su uso como agentes terapéuticos o biomateriales.

El estudio publicado esta semana en Science amplía el concepto de biología, explorando formas de vida alternativas, reflexionando sobre la molécula de vida más primitiva y sentando las bases para la creación de nuevos sistemas genéticos, independientes del ADN o el ARN. La tarea no es sencilla y entre lo mucho por hacer parece que el siguiente paso consiste en el diseño de enzimas capaces de generar AXNs a partir de AXNs, sin pasar por el ADN intermediario que utilizan en este estudio.  ¿Son peligrosos estos avances?  Cuando se hace esta pregunta al experto en la materia Gerald Joyce responde sin dudarlo que no, pero que debe prestarse atención al asunto, puesto que debemos ser cautos utilizando herramientas para las que nuestra biología no está preparada. Mucho queda aún por hacer, seguiremos pendientes.