Los investigadores de la Universidad de Hiroshima HU desarrollaron con éxito una estrategia de biocontención para organismos genéticamente modificados o OGM. Su nuevo método evita que las cianobacterias genéticamente modificadas sobrevivan fuera de su entorno de prueba, lo que permite formas más seguras de investigar los efectos de los OGM. Sus resultados fueronpublicado en Biología Sintética ACS .
Las aplicaciones de microbios de bioingeniería han aparecido en varios campos, incluida la agricultura y la producción de energía. Las microalgas modificadas, por ejemplo, pueden ayudar a limpiar las aguas residuales de la refinería de petróleo y funcionar como una fuente de biocombustible. Sin embargo, como muchos otros OMG,la seguridad de las microalgas modificadas es incierta.
"Los microbios diseñados podrían dominar algún entorno o atacar a un organismo autóctono, y eso podría afectar negativamente a la biodiversidad", dijo Ryuichi Hirota, autor principal de este documento. Hirota es profesor asociado en la Escuela de Graduados de Ciencias Avanzadasde Materia en HU. "Además, las microalgas generalmente se cultivan en estanques y otros cuerpos de agua abiertos al medio ambiente. Para superar ese riesgo, una estrategia es aplicar un sistema de biocontención en microalgas".
Las estrategias de biocontención buscan detener el crecimiento de OGM en un área específica, como fuera del entorno del laboratorio. Hirota estaba particularmente interesado en "una estrategia pasiva", cuyo objetivo es alterar los requerimientos de nutrientes de un microbio.depende de un determinado nutriente que no existe fuera de su entorno familiar, entonces no sobrevivirá si escapa de este entorno.
En su caso, el microbio es microalga y el nutriente es fosfito.
En el núcleo del fosfito se encuentra el fósforo, un elemento crucial en los seres vivos. El fósforo también forma una molécula diferente llamada fosfato, que constituye la columna vertebral del ADN y la molécula de energía intracelular ATP. El fosfato es abundante en el mundo natural.El fosfito, por otro lado, no lo es.
Gracias a una enzima llamada fosfito deshidrogenasa, una pequeña cantidad de microbios puede metabolizar el fosfito en fosfato. Si bien los organismos requieren fósforo, muchos no pueden usar fosfito debido a la falta de esta enzima. Hirota aprovechó este proceso natural para crear un proceso de biocontención para E. coli . El año pasado, él y su grupo editaron genéticamente un gen de fosfito deshidrogenasa E. coli bacterias y eliminó su capacidad de absorber fosfato.
En este estudio, el grupo aplicó este sistema en microalgas, un tipo de cianobacterias que viven en el agua. Como E. coli , las microalgas tienen un proceso de transporte de fosfato. Sin embargo, al detener su dependencia del fosfato y trasladarlo estrictamente a fosfito, dio otro paso: interrumpió dos genes transportadores de fosfato y no solo uno. Su grupo tuvo éxito. La viabilidad de las microalgas modificadas rápidamentedisminuyó cuando trató de crecer sin fosfito.
Sin embargo, "los mutantes escapados siempre son una posibilidad", dijo Hirota. Con eso, probaron la efectividad de su estrategia de biocontención midiendo cuántas cepas de microalgas se adaptaron para depender del fosfito. En el transcurso de tres semanas, el equipo observócolonias cero. La frecuencia de escape fue al menos tres magnitudes más baja que los estándares de laboratorio de NIH, que es menos de una célula mutante por 100 millones de células normales, y es comparable a otras estrategias de contención de cianobacterias actualmente en uso.
El siguiente paso para evaluar esta cepa de microalgas irá más allá de la placa de Petri. "Me gustaría probarla en un ecosistema modelo abierto pero cerrado", dijo Hirota. Es decir, probar la cepa en un estanque artificial,pero aún dentro de un entorno controlado.
"El uso de OGM es un equilibrio de riesgo y beneficio", concluyó. "Tienen potencial, pero al mismo tiempo, tienen un riesgo para la salud. Si no tenemos ninguna técnica que nos permita investigarlos de manera más segura"., no tenemos otra opción. Necesitamos desarrollar tales sistemas de bioseguridad para que podamos estudiar los OGM de manera más responsable ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Hiroshima . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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