Todos los organismos en nuestro planeta almacenan el modelo molecular de la vida en un código de ADN dentro de su genoma. La revolución digital en biología, impulsada por la secuenciación del ADN, nos permite leer los genomas de las miríadas de microbios y organismos multicelulares que pueblannuestro mundo. Hoy, las secuencias de ADN de más de 200,000 genomas microbianos se depositan en bases de datos digitales del genoma y han aumentado exponencialmente nuestra comprensión de cómo el ADN programa los sistemas vivos. Usando este increíble tesoro de bloques de construcción moleculares, los bioingenieros aprenden a leer secuencia y escribir usando síntesis química moléculas de ADN largas y para criar microbios útiles con la ayuda de computadoras.
En su investigación, Beat Christen, profesor de Biología de Sistemas Experimentales e investigadores del Laboratorio Christen, ETH Zurich en Zurich, Suiza, utiliza un algoritmo de diseño de genoma digital junto con la síntesis química de ADN a gran escala para producir genomas artificiales y comprender elcódigo de vida a nivel molecular. El laboratorio también utiliza sistemas y enfoques de biología sintética para definir genes esenciales a través de especies que sirven como partes genéticas para construir genomas microbianos para aplicaciones en química, medicina y agricultura sostenibles.
El equipo de investigación ha producido físicamente Caulobacter ethensis-2.0, el primer genoma totalmente generado por computadora del mundo. Utilizando una bacteria natural de agua dulce como punto de partida, los investigadores calcularon la secuencia de ADN ideal para la fabricación química y la construcción de un genoma minimizado compuesto únicamentede funciones esenciales. En el proceso de diseño, más de un sexto de todas las 800,000 letras de ADN en el genoma artificial fueron reemplazadas y todo el genoma se produjo como una gran molécula de ADN en forma de anillo. Si bien aún no existe una célula viva, las funciones genéticas se han probado en todo el diseño del genoma. En estos experimentos, los investigadores descubrieron que aproximadamente 580 de los 680 genes artificiales eran funcionales, lo que demuestra la promesa del enfoque para producir genomas de diseño.
Durante la sesión AAAS 2020, "Biología sintética: diseño digital de sistemas vivos" 14 de febrero de 2020 a las 3:30 p.m. PST, Christen discutirá posibles aplicaciones futuras de genomas sintéticos para fines industriales y beneficios para la salud. Tambiénhablar sobre la necesidad de discusiones profundas en la sociedad sobre los desafíos y propósitos para los cuales esta tecnología puede ser utilizada y, al mismo tiempo, sobre cómo se puede prevenir el potencial de abuso.
El profesor Christen se unirá al profesor David Baker, de la Universidad de Washington, quien hablará sobre Designer Proteins y Joyce Tait, de la Universidad de Edimburgo, Edimburgo, Escocia, quienes hablarán sobre la regulación del riesgo, la incertidumbre y la ética
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Materiales proporcionado por ETH Zúrich . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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