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ingenierÍa genÉtica una introducción a la biología sintética extrema enero de 2007

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ingenierÍa genÉtica extrema una introducción a la biología sintética enero de 2007 el grupo etc reconoce con agradecimiento el apoyo financiero del international development research centre de canadá a nuestra investigación sobre las implicaciones de la biología sintética agradecemos el apoyo adicional de swedbio suecia canadian international development agency cida marin community foundation eua cs fund eua hkh foundation estados unidos agradecemos el financiamiento de la fundación henrich boll para la traducción al español de este documento los puntos de vista expresados aquí son de la sola responsabilidad del grupo etc diseño original e ilustraciones de reymond pagé traducción al español de ramón vera herrera 1

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el grupo de acción sobre erosión tecnología y concentración o grupo etc es una organización de la sociedad civil con sede en canadá nos dedicamos a la conservación y avance sustentable de la diversidad cultural y ecológica así como a los derechos humanos el grupo etc apoya los desarrollos tecnológicos socialmente responsables y útiles para los pobres y marginados con este fin aborda aspectos de gobernanza que afectan a la comunidad internacional también supervisamos la propiedad y el control de la tecnología y la consolidación del poder corporativo el grupo etc ha producido una serie de informes que documentan los impactos sociales y económicos de las tecnologías que convergen en la escala nanométrica ingeniería genética extrema una introducción a la biología sintética enero de 2007 medicina nanológica las aplicaciones médicas de las nanotecnologías ¿cuál es su impacto sobre las comunidades marginadas septiembre de 2006 nano geopolítica el grupo etc examina el paisaje político julio/agosto de 2005 patentes nanotecnológicas más allá de la naturaleza sus implicaciones para el sur global junio de 2005 la invasión invisible del campo el impacto de las tecnologías nanoscópicas en la alimentación y la agricultura noviembre de 2004 estas y otras publicaciones están disponibles sin costo en nuestro sitio electrónico www.etcgroup.org 2

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contenido ingeniería genética extrema una introducción a la biología sintética introducción ¿es lo sintético el pecado original biología sintética básica lecto-escritura del adn síntesis de los genes limpiar el código codones proteínas y conductos cinco saltos cualitativos introducción a cinco áreas importantes de investigación en biología sintética 1 la hechura de microbios mínimos genómica postmoderna 2 línea de ensamblaje de adn formas de vida tipo lego para armar 3 la construcción de células artificiales de abajo hacia arriba la evolución ersatz por sustitutos 4 ingeniería de conductos maquilas de microorganismos 5 la expansión del sistema genético terrestre genética de formas ajenas implicaciones de la biología sintética 1 la construcción de una mejor arma biológica ¿que significa la biología sintética en términos de armas biológicas ii la nueva agenda de energía sintética la reactivación de los biocombustibles iii la síntesis de nuevos monopolios de la nada la biología sintética y el monopolio intelectual iv conservación sintética cuáles son las implicaciones de la síntesis de genes y del adn digital en la conservación de los recursos genéticos y la política de la biodiversidad v bienes de consumo sintéticos implicaciones para el comercio vi seguridad biosintética gobernanza sintética confíen en nosotros somos expertos recomendaciones un estudio de caso el niño prodigio de la biología sintética la producción microbiana de artemisina para el tratamiento de la malaria glosario notas recuadros tablas mapa recuadro uno bang se torna disciplina científica la convergencia de tecnologías en la escala nanométrica mapa compañías de síntesis comercial de adn recuadro dos la vida es barata y rápida recuadro tres cómputo de adn la computadora portátil de la naturaleza recuadro cuatro nsabb consejos científicos para saber cómo tirar el bebé con el agua de la tina tabla uno una muestra de patentes recientes en biología sintética tabla dos compañías con actividades relacionadas con la biología sintética las palabras subrayadas en el texto están definidas en el glosario 3

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ingeniería genética extrema una introducción a la biología sintética asunto la ingeniería genética fue rebasada hoy los científicos ya no mapean únicamente genomas o manipulan genes construyen vida de la nada y lo hacen en ausencia de un debate social y de una supervisión regulatoria conocida como ingeniería genética con esteroides la biología sintética implica amenazas sociales ambientales y armamentistas que rebasan todos los peligros y abusos posibles de la biotecnología la synbio como le nombran en el argot compacto de los laboratorios por el acrónimo en inglés de synthetic biology se inspira en la convergencia de biología computación e ingeniería en la escala nanométrica usando una computadora portátil secuencias genéticas públicas y adn sintético obtenido por correo cualquiera tiene el potencial de construir de la nada genes o genomas completos incluidos algunos patógenos letales los científicos predicen que en el lapso de 2 a 5 años será posible sintetizar cualquier virus la primera bacteria de novo hará su debut en 2007 en cinco o diez años los genomas de bacterias simples se sintetizarán rutinariamente y no será gran cosa ensamblar un genoma de diseño insertarlo en una célula bacterial vacía y voilà dar a luz a un organismo vivo y auto-replicante otros biólogos esperan reconfigurar los conductos genéticos sus rutas o las secuencias de reacciones químicas mediante lo cual los organismos existentes puedan ejecutar nuevas funciones como por ejemplo producir fármacos o químicos de gran valor impacto un pequeño grupo de científicos de las empresas incluido el aventurero de los genes j craig venter está montando compañías de biología sintética con fondos gubernamentales y capitales de riesgo su propósito es comercializar nuevas partes dispositivos y sistemas biológicos que no existen en el mundo natural algunos de los cuales fueron diseñados para ser liberados en el ambiente quienes proponen esto insisten en que la biología sintética es la clave para producir biocombustibles baratos la cura de la malaria y remedios para el cambio climático objetivos afables para los medios de comunicación que intentan adormecer las preocupaciones del público respecto de los riesgos de la tecnología y la controversia que suscitan a fin de cuentas la biología sintética significa instrumental más barato y accesible para construir armas biológicas patógenos virulentos y organismos artificiales que pueden implicar graves amenazas para la gente y el planeta el peligro no es únicamente el terrorismo biológico sino el errorismo biológico pese a los llamados en favor de una biología abierta que comparta sus fuentes y permita su utilización más libremente los científicos académicos y corporativos buscan obtener patentes monopólicas sobre los productos y los procesos de la genética sintética al igual que con la biotecnología el poder para hacer vida sintética puede 4

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terminar concentrado en manos de las principales firmas multinacionales conforme se haga más barata y más rápida la síntesis genética será más fácil sintetizar un microbio que buscarlo en la naturaleza o extraerlo de un banco de genes las muestras biológicas secuenciadas y almacenadas en forma digital se moverán instantáneamente por todo el globo para ser resucitadas en los laboratorios de las corporaciones a miles de kilómetros de distancia una práctica que podría erosionar el futuro respaldo hacia la conservación genética y que crearía nuevos desafíos en las negociaciones internacionales sobre diversidad biológica políticas en 2006 algunas organizaciones de la sociedad civil rechazaron las propuestas de que la biología sintética se autorregule algo que plantea un pequeño grupo de entusiastas de la síntesis biológica y el rechazo viene porque primero debe existir un amplio debate sobre las implicaciones sociales económicas y éticas de la synbio el debate no puede limitarse a la bioseguridad el bioterrorismo o las armas biológicas ni a las medidas de seguridad biológica en los espacios de trabajo o el ambiente las herramientas para sintetizar genes y genomas son ampliamente accesibles y avanzan a toda velocidad no es adecuado regular la biología sintética a nivel nacional las decisiones deben ser consideradas en un contexto global con amplia participación de la sociedad civil y los movimientos sociales en apego al principio precautorio el grupo etc considera que por lo menos debe prohibirse de inmediato la liberación al ambiente de los organismos sintéticos de novo hasta que se haya emprendido un amplio debate social y se establezca una estricta gobernanza de dichos asuntos definición biología sintética conocida también como synbio genómica sintética biología constructiva o biología de sistemas es el diseño y la construcción de partes biológicas nuevas nuevos dispositivos y sistemas que no existen en el mundo natural es también el rediseño de sistemas biológicos existentes para que ejecuten tareas específicas los avances en las tecnologías nanoescalares la manipulación de la materia al nivel de átomos y moléculas contribuyen a los avances de la biología sintética 5

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introducción ¿es lo sintético el pecado original las técnicas de ingeniería genética son abismalmente primitivas parecidas a intercambiar al azar partes entre automóviles con el fin de producir un auto mejor no obstante nuestra ignorancia se desvanecerá pronto la ingeniería biológica será una realidad carta al new york times 12 de diciembre de 2000 enviada por rob carlson biólogo de sistemas y autoridad científica en ingeniería eléctrica de la universidad de washington.1 la ingeniería de transgénicos ­con la que se producen tomates o maíz con características diferentes a su naturaleza es ya noticia vieja conforme cumplen treinta años las técnicas para empalmar adn recombinante una nueva generación de entusiastas de la biotecnología extrema se mueve a la siguiente frontera en la manipulación de la vida construirla de la nada a eso le llaman biología sintética bajo el viejo paradigma de la transgenie la ingeniería genética era un asunto de cortar y pegar donde los biotecnólogos reacomodaban entre las especies ya existentes piezas de adn la molécula autoensamblante que instruye a los organismos vivos cómo efectuar todos los procesos biológicos la diferencia es que hoy los biólogos en sistemas tienen herramientas parecidas a un procesador de palabras están en el inicio de la transición entre ser capaces de leer el código genético a los primeros estadíos de ser capaces de escribir el código 2 utilizando sintetizadores de genes escriben las frases del código del adn una letra a la vez pueden añadir nuevas letras que nunca han existido en la naturaleza reacomodarlas según nuevas redes genéticas y empaquetarlas juntas en un chasís artificial que vaya y se multiplique si alguna vez pensaron en una ciencia que garantizara la alarma y la indignación del público ésta es si la comparamos con la biotecnología y la ingeniería genética convencionales son mucho más atemorizantes los riesgos que implica la biología sintética philip ball editor consultor de nature.3 la biología sintética representa un cambio importante en la dirección de la tecnología genética la cual durante gran parte de los últimos veinte años se ha enfocado a descifrar la información genética la secuenciación de los genes con el fin de identificar y entender el papel de los genes que se encuentran en la naturaleza como resultado de la carrera por leer y mapear genomas ahora es posible secuenciar decenas de miles de pares de bases por minuto y hacerlo de un modo relativamente barato.4 conforme la atención da un viraje de leer a escribir la información genética y de hecho organismos completos los biólogos en sistemas pueden fruncir la nariz con desdén ante los diseños de la naturaleza y favorecer las formas de vida hechas a la medida utilizando conceptos de ingeniería prestados de la electrónica y la computación los biólogos en sistemas construyen versiones simplificadas de bacterias y reprograman adn como un medio de computar y ensamblar nuevos sistemas genéticos dirigidos por humanos 6

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conforme lo hacen emerge con rapidez una tecnología del mundo real con vastas aplicaciones e implicaciones ya fluyen del gobierno y las corporaciones millones de dólares para los laboratorios de biología sintética el capital de riesgo y los fondos gubernamentales han nutrido el campo de trabajo por lo que las primeras compañías de synbio que eran de experimentación pura hoy están abiertas a hacer negocio cuentan con un creciente portafolio de patentes y avizoran productos industriales para usos tan diversos como la producción de energía la remediación del cambio climático la limpieza de tóxicos y la producción farmacéutica y textilera de hecho los primeros productos comerciales de la biología sintética estarán en pocos años en el mercado entretanto la industria de la vida artificial crece en un entorno semejante al del salvaje oeste de libertad total sin ninguna supervisión regulatoria de hecho la comunidad de la biología sintética como se refieren los científicos a sí mismos está haciendo un esfuerzo concertado por evadir el escrutinio gubernamental proponiendo fórmulas que no son sino auto-regulación la sociedad civil y los movimientos sociales particularmente aquéllos que han hecho campañas contra la ingeniería genética y el patentamiento de la vida se percatan que la biotecnología extrema es una tecnología peligrosa que no debe desarrollarse en ausencia de un amplio debate social y de una regulación vinculante en lo legal para algunos buscar construir nuevos organismos vivos en el laboratorio cruza de modo inaceptable los límites éticos y significa la entronización de una ciencia reduccionista que tiene serias implicaciones para la sociedad en mayo de 2006 38 organizaciones de la sociedad civil de todo el mundo se reunieron para hacer una carta abierta a la comunidad de la biología sintética y expresaron su preocupación por que esta tecnología potencialmente poderosa se desarrolle sin un debate social apropiado que aborde sus implicaciones socioeconómicas ambientales de seguridad salud y derechos humanos 5 conforme la biología sintética se vuelva el último remedio técnico para la energía la agricultura y la medicina en el sur global los movimientos sociales se toparán con que el grito de batalla de no a los transgénicos tendrá que actualizarse para decir no a los transgénicos ni a los sintéticos este informe delinea el nuevo paisaje de la biología sintética y lo hace describiendo sus instrumentos a algunos de los protagonistas principales y las varias aproximaciones de las cuales es pionera examinaremos algunas de las aplicaciones emergentes de la biología sintética y las implicaciones que tiene para la seguridad bélica y civil los monopolios la justicia y la calidad de la vida la industria de la vida artificial crece en un entorno semejante al del salvaje oeste de libertad total sin ninguna supervisión regulatoria los biólogos en sistemas están haciendo un esfuerzo concertado por evadir el escrutinio gubernamental proponiendo fórmulas de auto-regulación 7

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recuadro uno bang se torna disciplina científica la convergencia de tecnologías en la escala nanométrica ¿es biotecnología ¿es nanotecnología ¿es acaso tecnología de la información el campo de la biología sintética conjunta de hecho las tres un ejemplo de las tecnologías convergentes la más reciente estrategia industrial favorecida por los planificadores de la organización para la cooperación y el desarrollo económico ocde las fronteras entre las tecnologías se están poniendo muy borrosas dice mark bunger una analista de mercados para lux research.6 los tecnólogos de disciplinas tales como la biotecnología y la física han comenzado a cambiar de lugar con sus colegas en los departamentos de neurociencia y de ciencia de materiales todos ellos manipulan la materia en la escala de los átomos y las moléculas la escala del nanómetro [nm o la millonésima parte del milímetro una molécula de adn es 2.5 nm de diámetro y un átomo de hierro es de cerca de .25 nm en diámetro la síntesis de adn por ejemplo implica la manufactura de una molécula biológica que codifica la información eso es nanotecnología biotecnología e informática en un solo paquete computar adn manipula la materia en la nanoescala utilizando herramientas de la biotecnología para efectuar tareas de procesamiento de la información los gobiernos y la industria por todo el mundo abren los brazos con entusiasmo para acoger y financiar fuertemente la convergencia tecnológica en la escala nanométrica el gobierno estadunidense el porrista más contundente de la estrategia de convergencia se refiere a ella como nbic siglas de las tecnologías implicadas nanotecnología biotecnología informática y ciencia cognitiva 7 en europa la convergencia se conoce como cteks siglas en inglés para tecnologías convergentes para el conocimiento de la sociedad europea y en canadá la convergencia es conocida como síntesis biosistémica.8 otros se refieren a ella con siglas como grain por sus siglas en inglés génética robótica inteligencia artificial y nanotecnología,9 como combine cogno meets bio info nanotech en inglés 10 o finalmente como grin genética robótica informática y nanotecnología 11 sin necesariamente compartir el entusiasmo de los gobiernos por la convergencia tecnológica la sociedad civil arribó a su propia manera de nombrarla bang siglas de bits Átomos neuronas y genes que son las unidades operativas de las tecnologías de la nbic 12 la nanotecnología que controla la materia mediante la manipulación de los Átomos puede converger con la biotecnología que controla la vida mediante la manipulación de genes que a su vez converge con la informática para controlar los datos mediante la manipulación de bits y eso converge con la neurociencia cognitiva para controlar la mente mediante la manipulación de las neuronas la biología sintética puede ser la tecnología convergente por excelencia buceen en las biografías de las luminarias de la synbio y hallarán doctores en ingeniería química eléctrica y bioquímica en física y farmacología y lo sorprendente es que muy pocos son biólogos 8

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biología sintética básica en el corazón de la biología sintética yace la creencia de que todas las partes de la vida pueden hacerse sintéticamente es decir mediante la química que pueden diseñarse con ingeniería y ensamblarse para producir organismos funcionantes nacida de las comunidades punto.com de boston y california gran parte de la visión de la biología sintética se articula utilizando metáforas de computación el código del adn se considera el software [el programa de computación que instruye la vida mientras la membrana celular y toda la maquinaria biológica al interior de la célula se piensan como el hardware [los componentes internos de una computadora o wetware [literalmente componentes húmedos como se les conoce que requerimos embonar para configurar un organismo vivo esta sección examina qué tan lejos han llegado los biólogos sintéticos en la reelaboración de estos programas y componentes en el laboratorio en 1973 un científico podía tardar un año en hacer una secuencia de adn de la longitud de once pares de bases hoy toma minutos y cuesta unos 200 dólares lecto-escritura del adn síntesis de los genes no es la gran hazaña bíblica descrita en el génesis pero si uno le da mil dólares a epoch biolabs en houston texas pueden hacerle a uno un trocito de vida un gene completo a partir de polvo químico y enviar su creación a vuelta de correo en el lapso de siete días.13 de moscú a montreal de noruega a nashville una joven industria de síntesis genética construye vida artificial de componente químico en componente químico y lo envía como pequeñas secciones de adn a los laboratorios que corren los límites de lo posible en el campo biotecnológico construir adn artificial no es en sí mismo nada nuevo en los años sesenta un indú-estadunidense ganador del premio nobel har gobind khorana fue el primero en desarrollar un protocolo químico para construir cadenas de adn ordenadas arreglando sus cuatro compuestos conocidos como las bases nucleótidas adenina citosina guanina y timina representadas por las letras a c g t en la escalera espiral de la molécula de adn mediante un proceso químico bastante lento y complicado en 1970 este laureado con el premio nobel y un ejército de colaboradores lograron construir el adn de un gene totalmente artificial con una longitud de 207 pares de bases aunque no fue sino hasta 1976 que él y su equipo de 24 personas se las arreglaron para hacer que su gene sintético funcionara en 1973 un científico podía tardar un año en hacer una secuencia de adn de la longitud de once pares de bases 14 hoy la monumental hazaña de khorana toma minutos y cuesta unos 200 dólares el mismo año que khorana anunciara su gene artificial funcional 1976 la compañía genentech con sede en california la primera compañía comercial de biotecnología inventó un método automatizado mucho más rápido de sintetizar genes de tal modo que ahí nació la industria de la síntesis genética durante los últimos treinta años el principal uso de la impresionante tecnología de síntesis genética ha sido la producción de oligonucleótidos conocidos también como oligos o cebadores filamentos cortos de adn que los ingenieros genéticos utilizan como ganchos para copiar el adn natural de modo de poder descifrar la secuencia para luego amplificarla comúnmente los oligos tienen menos de 200 bases y tienen un solo filamento el adn cuenta con dos filamentos aunque hoy se utilicen no hay barreras técnicas a la síntesis de plantas y animales ocurrirá tan pronto haya alguien que pague por hacerlo drew endy de mit 9

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sintetizadores de adn de nivel escritorio en los laboratorios con el fin de elaborar filamentos cortos de adn los más agradecidos biotecnólogos piden por la red electrónica la secuencia deseada de adn a una de las docenas de casas oligo comerciales que existen por todo el mundo por ejemplo bioneer corporation con sede en corea tiene capacidad de producir 20 mil oligos por día.15 como dijera john mulligan director ejecutivo de blue heron biotechnology en washington estados unidos vamos a construir exactamente lo que has estado buscando plásmidos completos genes completos fragmentos de genes y en uno o dos años posiblemente el genoma completo 16 las fundidoras de genes compañías de síntesis genética que producen piezas más largas de adn de filamento doble incluidos genes completos o genomas venden secuencias hechas a la medida por la red electrónica etc ha identificado cuando menos 66 compañías comerciales de síntesis genética ver el mapa de dichas compañías más adelante el negocio de sintetizar genes crece con rapidez y se dispersa geográficamente las estimaciones de mercado son muy preliminares según el cálculo de la industria el mercado actual de fines de 2006 para la síntesis genética va de tan sólo 30 a 40 millones de dólares por año una fracción diminuta de los mil o dos mil millones de dólares gastados en adquirir y modificar adn.17 aunque estados unidos es actualmente la sede de más fundidoras de genes que cualquier otro país la industria se mueve rápidamente hacia la dislocación en pocos años apunta john mulligan casi toda la síntesis comercial de genes se realizará en instalaciones manufactureras altamente automatizadas.18 según hans buegl de geneart de regensberg alemania el mercado de la síntesis genética se duplicó el año pasado.19 la mayoría de las compañías que sintetizan genes producen longitudes de adn menores a 3 kpb 3 mil pares de bases a la vez un par de bases conforma un escalón o peldaño en la escalera del adn sin embargo algunas de esas compañías como blue heron pueden sintetizar hasta 40 kpb 40 mil pares de bases de adn de una sola vez algunas compañías alardean de que no hay límite técnico a la longitud de adn que pueden producir20 aunque la mayoría de las secuencias no están exentas de errores geneart alega que puede producir medio millón de pares de base de adn al mes.21 tal cantidad habría tenido ocupado a khorana por más de 45 mil años en julio de 2006 codon devices fabricó y vendió un filamento de adn que excedía los 35 mil pares de bases que afirman es el fragmento más largo producido comercialmente hasta la fecha.22 Éste es un récord que muy pronto habrá de romperse los biólogos de sistemas predicen que un genoma bacteriano de un en unos diez años una persona podrá secuenciar su propio adn en cuestión de segundos rob carlson universidad de washington millón de pares de bases será construido en los próximos dos años,23 que un genoma de la levadura de unos 12 millones de pares de bases podría sintetizarse en unos 18-24 meses y que el cromosoma de una planta no tardará mucho más según el profesor drew endy del massachusetts institute of technology mit no hay barreras técnicas a la síntesis de plantas y animales ocurrirá tan pronto haya alguien que pague por hacerlo 24 para poder construir genes completos las compañías emplean maquinaria especializada de síntesis de adn y utilizan su propia tecnología privada como la tecnología genemaker de blue heron25 o equipo de síntesis genética disponible comercialmente de algún fabricante del tipo de abi 26 mientras que un buen sintetizador de adn puede comprarse ahora por menos de 10 mil dólares los sintetizadores más 10

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viejos pueden comprarse de segunda mano por menos de mil dólares el profesor endy especula que se pueden construir sintetizadores para hacerlo uno mismo con partes que pueden hallarse en las tiendas de componentes electrónicos.27 el adn propiamente dicho se construiría a partir de azúcar producida de un modo barato aislándola de la caña según el biólogo en sistemas rob carlson de la universidad de washington las mejoras en la eficiencia de las máquinas sintetizadoras de genes se van acelerando tanto si no más que lo predicho por la ley de moore la famosa predicción de gordon moore fundador de intel quien dijera que los procesadores de computación duplicarían su velocidad y disminuirían a la mitad su tamaño cada dos años 28 según carlson en unos diez años una persona podrá secuenciar o sintetizar el dna que describe a todas las personas en el planeta muchas veces en el lapso de ocho horas o su propio adn en cuestión de segundos 29 ver el mapa de las compañías de síntesis comercial de adn después del glosario hacer adn se está volviendo escandalosamente barato andrew hessel experto en bioinformática recuadro dos la vida es barata y rápida según oliver morton en 2000 el costo del ensamblaje de secuencias a la medida era en términos gruesos de 10 a 12 dólares por par de bases algunos científicos preveen que la síntesis de adn puede bajar a un centavo de dólar por par de bases en unos dos años eso significa que un gene costará 10 dólares y el genoma de una bacteria costará el equivalente de un carro 30 en el verano de 2000 john mulligan director ejecutivo de la compañía de síntesis genética blue heron biotechnology alardeó de que el precio de la síntesis de los genes se abarataba tanto que si uno mira la curva va a cero hacia 2006 31 blue heron todavía no regala adn sintético pero su producto ha caído dramáticamente en precio o como dice andrew hessel un experto en bioinformática de toronto hacer adn se está abaratando escandalosamente 32 a mediados de 2006 el grupo etc investigó los costos anunciados y encontró que la mayoría de las compañías de síntesis genética cobran actualmente entre uno y dos dólares por par de bases un dólar la base digamos 33 la cuota más baja anunciada fue la de epoch biolabs de 85 centavos de dólar.34 en octubre de 2006 codon devices anunció el par de bases por 79 centavos de dólar.35 en mayo de 2006 las compañías de síntesis genética en conjunto estaban muy confiadas en predecir que el precio caería a 50 centavos de dólar por par de bases hacia el final de 2007.36 la síntesis genética de los oligos los filamentos más cortos individuales está ya en 10 centavos de dólar por base y un nuevo método ideado por el genetista george church de harvard pude reducir el costo diez veces con lo que costarían un centavo de dólar.37 nuestra investigación informal sugiere que la mayoría de las compañías de síntesis puede producir un gene sintético cerca de mil pares de bases lo que se conoce como un kpb en menos de dos semanas actualmente craig venter tiene el récord de velocidad en la producción sintética de genes pues produjo un genoma de 5 386 pares de bases del virus phix 174 en menos de catorce días aunque con algunos errores en su copia 38 si uno quiere encargarle el mismo virus sintético a epoch biolabs cobrarían menos de 6 mil dólares por sintetizar el organismo pero les llevaría unas semanas más si pedimos algo más complicado digamos una copia sintética del más pequeño genoma bacterial sintético carsonella rudii con 159 622 pares de bases esto costaría unos 126 mil dólares a los precios actuales hoy la síntesis del adn permiten ponerle un precio teórico a la vida humana construir el genoma completo del ser humano cerca de 3 mil millones de pares de bases emprendido por alguna compañía que estuviera en remate y oferta costaría un poco más de 2 500 millones de dólares algo que varios individuos en el planeta podrían costear drew endy del mit especula que en veinte años se sintetizarán de la nada los genomas humanos.39 entretanto el crecimiento de la industria de la síntesis del adn hace que las tecnologías sean más rápidas más baratas y más fáciles la síntesis del adn permite reducir el tiempo que le lleva a los ingenieros genéticos el aislar y transferir adn de tal modo que puedan construirse organismos genéticamente modificados actividades tediosas que consumen casi el 50 por ciento de la investigación en transgénicos.40 con las técnicas de síntesis de adn los científicos de laboratorio pueden pedir los genes completos que requieren y obtenerlos en cuestión de semanas lo que reduce mucho el tiempo de producción 11

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la síntesis del adn reduce el tiempo que le lleva a los ingenieros genéticos el aislamiento y la transferencia de adn para la construcción de organismos genéticamente modificados limpiar el código codones proteínas y conductos no tiene ningún caso producir tanto adn si los científicos no saben cómo editarlo para que se ajuste a un código significativo en el entendimiento popular de la genética un gene una longitud de adn compuesto de pares de bases se considera la unidad funcional más pequeña del código genético que brinda instrucciones a la maquinaria celular mediante el arn el ácido ribonucleico de cuáles proteínas debe fabricar esas proteínas a su vez efectúan las tareas y procesos que entendemos como vida dentro del organismo como lo dijo francis crick uno de los dos descubridores de la doble hélice del adn el adn hace el arn el arn hace las proteínas y las proteínas nos hacen a nosotros 41 los ladrillos de construcción de las siempre vitales proteínas son los aminoácidos se han identificado por lo menos veinte aminoácidos particulares y también está el codón que determina qué aminoácido será producido dentro de la célula los codones son trinucleótidos es decir una serie de tres de las cuatro bases químicas vinculada en un orden específico es dicho orden el que determina qué aminoácido se añadirá a la proteína que está en construcción cada codón conlleva un código para un aminoácido específico los biólogos en sistemas quieren trabajar por debajo del nivel del gene a nivel de los codones para identificarlos y reacomodarlos para construir nuevas series de instrucciones biológicas debido a que existen 64 codones posibles cuatro bases ligadas en series de tres es decir 43 pero sólo veinte aminoácidos a los cuales traducirse los biólogos en sistemas pueden escoger diferentes opciones de codones para expresar un aminoácido específico algo que se conoce como optimizar codones puede ocurrir que un codón trabaje mejor en bacterias y otro diferente en plantas aunque ambos produzcan el mismo aminoácido.42 algunos biólogos en sistemas asumen el enfoque de combinar códigos genéticos de organismos existentes retirando o reduciendo los codones innecesarios para obtener una versión simplificada del código genético otros combinan codones a partir de una serie de instrucciones de programación única desarrollan partes estándard análogas a las partes estándard del circuito electrónico o los comandos estándard del lenguaje de computación mantienen un inventario de estas partes estándard y las ponen a disposición de otros para ensamblar sistemas genéticos más complejos otros diseñan nuevos aminoácidos totalmente artificiales que son el resultado de combinaciones de codones que no se encuentran en la naturaleza no tiene ningún caso producir tanto adn si los científicos no saben cómo editarlo para que se ajuste a un código significativo 12

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en estados unidos y en europa algunos biólogos en sistemas confían en poder construir una protocélula artificial que contenga y exprese el adn sintético tan flexiblemente como uno puede almacenar archivos y programas de computadora por desgracia para quienes pretenden construir vida el código genético no es un código tan lineal como el de las computadoras mientras que la visión popular de la genética vincula unidades de adn los genes a rasgos específicos la realidad es más dificultosa en la vida real los genes y sus partes cooperan en redes sutiles y complejas y cada una produce proteínas que promueven o suprimen la conducta de otros genes el resultado es un sistema de regulación celular que controla la duración del proceso o la cantidad de algún componente que produce un rasgo un poco como ocurre en los circuitos electrónicos que regulan la corriente eléctrica los genetistas interesados en manipular genomas han empezado a mapear las interacciones entre genes para intentar determinar la serie completa de interacciones necesarias para producir una proteína deseada pueden representar estas redes con diagramas de circuito semejantes a los que se utilizan en la electrónica la serie de interacciones que implica una red de moléculas de adn que actúa para producir una proteína se conoce ahora como conducto genético los biólogos en sistemas intentan ahora reconstruir o alterar estos conductos genéticos en secciones individuales del genoma esto implica diseñar no únicamente una región codificante de adn sino muchas áreas del código para luego juntarlas como cromosoma sintético al alterar estas redes y conductos los biólogos en sistemas pueden incrementar la producción de una proteína o estimular la producción de una sustancia totalmente diferente tales como un plástico o una droga.43 por desgracia para quienes pretenden construir vida el código genético no es un código tan lineal como el de las computadoras 13

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cinco saltos cualitativos introducción a cinco áreas importantes de investigación en biología sintética queremos demostrar cuál es la esencia de la vida construyéndola si lo logramos vamos a hacer una gran fiesta el primer equipo que lo logre se va a ganar el premio nobel.44 steen rasmussen biólogo en sistemas de los alamos national laboratory en nuevo méxico la primera conferencia mundial en biología sintética tuvo lugar en junio de 2004 dos meses después la universidad de california en berkeley anunció el establecimiento del primer departamento de biología sintética del mundo en 2005 tres empresas de innovación en biología sintética atrajeron más de 43 millones de dólares procedentes de capital de riesgo y a fines de 2006 hubo rumores de que se establecería un grupo industrial y comercial de sintetizadores de genes el naciente campo de la biología sintética está muy identificado con científicos de alto perfil casi todos hombres que articulan grandiosas visiones y se enfilan por diferentes senderos hacia el objetivo común de crear vida artificial algunos investigadores intentan conformar las tecnologías básicas que permitan ampliar este campo en las páginas siguientes el grupo etc perfila a algunos de sus principales practicantes y revisa cinco áreas importantes que se desarrollan en aras de construir y utilizar vida artificial estas incluyen 1 la hechura de microbios mínimos genómica postmoderna 2 línea de ensamblaje de adn formas de vida tipo lego para armar 3 la construcción de células artificiales de abajo hacia arriba la evolución ersatz por sustitutos 4 ingeniería de conductos maquilas de microorganismos 5 la expansión del sistema genético de la tierra genética de formas ajenas 1 la hechura de microbios mínimos genómica postmoderna en la carrera por la síntesis de la vida el gigante de la genómica j craig venter con frecuencia le roba cámara al resto de la manada venter apodado el chico malo de la biología dirigió la compañía privada celera la cual durante los noventa vendió datos del genoma humano a las compañías farmacéuticas mucho antes de que pudieran decodificarlo los institutos nacionales de salud estadunidenses competidores de celera en la carrera por mapear el genoma humano.45 en 1995 venter anunció ser el primero en secuenciar el genoma completo de un organismo vivo una bacteria conocida como hemophilus influenzae 46 en 2003 venter captó los titulares de los diarios cuando su equipo creó de la nada el primer virus sintético y sólo invirtió 14 días en lograrlo venter es notorio por correr las fronteras hacia la explotación comercial de la vida su nueva empresa comercial synthetic genomics inc fundada en 2005 con 30 millones de dólares procedentes de capital de riesgo pretende comercializar un vasto espectro de aplicaciones de la biología sintética empezando por la producción de energía.47 14

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