Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Barcelona Supercomputing Center han desarrollado una innovadora técnica llamada GenRewire, que permite reprogramar bacterias para degradar plásticos sin necesidad de insertar ADN externo. Este método redefine la ingeniería genética al modificar las proteínas nativas de las bacterias, como Escherichia coli, para que puedan descomponer nanoplásticos, un contaminante ambiental significativo. La técnica combina inteligencia artificial y supercomputación, permitiendo resultados en semanas y evitando problemas asociados con la introducción de material genético foráneo. Este avance podría aplicarse a otros organismos, ofreciendo soluciones biotecnológicas más seguras y eficientes.
Un equipo de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y del Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS) ha dado un paso significativo en la biotecnología al desarrollar una técnica innovadora para reprogramar bacterias. Este método, conocido como GenRewire, permite a las bacterias adquirir nuevas capacidades sin necesidad de introducir ADN externo, un enfoque que podría revolucionar el campo.
Tradicionalmente, la ingeniería genética ha dependido de la inserción de material genético externo en las células bacterianas para conferirles nuevas funciones, como la producción de sustancias útiles o la degradación de contaminantes. Sin embargo, el nuevo estudio plantea un cambio fundamental en esta práctica al permitir que las proteínas nativas sean rediseñadas computacionalmente para desempeñar roles novedosos sin alterar el equilibrio genético natural de la célula.
El investigador Manuel Ferrer, del CSIC, explica que el enfoque se basa en la premisa de que si es posible rediseñar proteínas nativas mediante simulaciones computacionales, no es necesario recurrir a elementos externos. Esta metodología se ha aplicado específicamente a la bacteria Escherichia coli, dotándola de la capacidad para degradar partículas de plástico PET (Polietileno Tereftalato), un contaminante ambiental crítico presente en numerosos productos cotidianos.
Este avance se logró mediante la modificación de dos proteínas dentro de la bacteria, eliminando así la necesidad de insertar genes ajenos. Víctor Guallar, otro investigador del BSC, destaca que esta técnica combina inteligencia artificial y supercomputación para incorporar nuevas actividades a las proteínas naturales. Las modificaciones permiten a las células mantener su equilibrio biológico mientras adquieren nuevas funcionalidades.
La técnica GenRewire se caracteriza por su simplicidad operativa: implica analizar las proteínas codificadas por un genoma utilizando un superordenador y luego reprogramarlas con herramientas computacionales para realizar funciones específicas. Según Joan Giménez, uno de los autores del estudio, este proceso puede completarse en tan solo tres o cuatro semanas gracias a los avances recientes en métodos estructurales y algoritmos de simulación.
A diferencia de los métodos convencionales que introducen ADN foráneo, GenRewire evita problemas asociados como el crecimiento deficiente de las bacterias o inestabilidad del sistema. Las investigadoras Paula Vidal y Laura Fernández subrayan que este enfoque permite rediseñar bacterias desde dentro y abre nuevas posibilidades para complementar técnicas clásicas de ingeniería metabólica.
Los investigadores consideran que este método tiene potencial para aplicarse a otros organismos, convirtiéndose en una herramienta esencial para reprogramar genomas sin necesidad de introducir elementos externos. Esto no solo minimizaría el riesgo de rechazo inmunológico en aplicaciones humanas o agrícolas, sino que también podría facilitar el cumplimiento normativo y ético asociado al uso de ADN ajeno.
GenRewire es una innovadora estrategia que permite reprogramar genéticamente bacterias sin necesidad de insertar genes externos. Esta técnica rediseña las funciones presentes en el genoma de las proteínas para desarrollar nuevas capacidades sin comprometer su funcionamiento natural.
La técnica ha sido aplicada para dotar a la bacteria Escherichia coli de la capacidad de degradar partículas de plástico PET. Esto se logra mediante la reprogramación de dos proteínas de la bacteria, sustituyendo las originales en el genoma sin necesidad de introducir ADN externo.
No utilizar ADN externo evita problemas como un crecimiento deficiente de las bacterias o inestabilidad del sistema. Además, permite rediseñar bacterias desde dentro, manteniendo su naturaleza y equilibrio biológico.
La capacidad de degradar plásticos contaminantes como el PET puede contribuir significativamente a reducir la contaminación ambiental y mejorar la salud pública al abordar uno de los principales problemas ambientales actuales.
Sí, los investigadores sugieren que este método podría aplicarse a otros organismos, lo que podría ser clave para reprogramar genomas sin introducir proteínas o genes externos, reduciendo así riesgos y barreras legales y éticas.