Vida sintètica

La vida sintètica és vida artificial creada a partir de substàncies no vivents (abióticas). Pertany a la disciplina de la biologia sintètica. Per lo general es distinguix de la vida mecànica que usualment pertany a la disciplina de la robòtica.

Vida bioquímica sintètica

La vida sintètica és vida artificial creada in vitro a partir de productes bioquímics i els seus materials components, a diferència de lo que normalment implica in silico quan s'utilisa el terme genèric "vida artificial".

W. Wayt Gibbs sugerix que la vida sintètica té tres objectius principals: "Un, deprendre de la vida per mig de la seua reconstrucció, en lloc de per la seua dissecció. Dos, fer a l'ingenieria genètica digna del seu nom, una disciplina que millora contínuament per mig de l'estandardisació de les seues creacions anteriors i recombinándolas per a fer sistemes nous i més sofisticats. I tres, estendre els llímits de la vida i de les màquines fins que els dos es complementen per a verdaderament produir organismes programables".

Els experiments en vida sintètica intenten examinar els orígens de la vida, estudiar algunes de les propietats de la vida o, més ambiciosamente, recrear la vida a partir de substàncies no vivents (abióticas). Un eixemple de vida sintètica podria ser un intent de crear autorreplicantes, la autoperpetuación (autocatalítica) de reaccions químiques per a simular els possibles orígens de la vida. Els investigadors involucrats pensen que la creació de verdadera vida bioquímica sintètica està relativament prop i és relativament barata, i tal volta més fàcil que l'esforç necessari per a situar a l'home en la Lluna.

Una forma de crear un nou organisme és reemplaçar el genoma d'una cèlula natural ya existent. El genoma de tongada pot ser un genoma creat per mig de síntesis genètica. Si un organisme que reutilisa tota una cèlula natural llevat el genoma deguera ser cridat "vida sintètica" està obert a debat.

Equip del genoma sintètic de l'Institut J. Craig Venter

Vore també: Mycoplasma laboratorium

El 28 de juny de 2007, un equip del J. Craig Venter Institute va publicar un artícul en Science Express, dient que havien transplantat en èxit el ADN natural d'una bactèria Mycoplasma mycoides dins d'una cèlula Mycoplasma capricolum, creant una bactèria que es va comportar com un M. mycoides.

El 6 d'octubre de 2007, Craig Venter va anunciar en una entrevista per al periòdic britànic The Guardian, que el mateix equip havia sintetisat una versió modificada de l'únic cromosoma del Mycoplasma genitalium usant substàncies químiques. El cromosoma va ser modificat per a eliminar tots els gens les proves dels quals en la bactèria viva havien demostrat ser innecessaris. El següent pas previst en este proyecte del genoma mínim és transplantar el genoma mínim sintetisat dins d'una cèlula bacteriana en el seu antic ADN extret; la bactèria resultant és cridada Mycoplasma laboratorium. El grup de bioética canadenc, el ETC Group, al sendemà, va emetre un comunicat a través del seu representant, Pat Mooney, dient que la "creació" de Venter era un «chassis sobre el que vosté podria construir casi qualsevol cosa». El genoma sintetisat no havia segut transplantat encara en una cèlula funcional.

Investigadors nortamericans varen crear en un laboratori el genoma viable més menut existent en la naturalea, que conté el número mínim de gens necessaris per a que un organisme funcione i es autorreproduzca, un nou alvanç per a desentranyar els misteris de la vida.

El genoma sintètic d'este microbi cridat Syn 3.0 té només 473 gens. En comparació, un ser humà té al voltant de 20.000 i una flor japonesa, cridada Paris japonica, en el genoma més gran conegut fins a la data, conta en cinquanta voltes més.

L'equip que va conseguir este ardit està dirigit per Craig Venter, el pioner de la seqüenciació de el ADN, que també va crear el primer organisme controlat per un genoma sintètic en 2010.

Els investigadors que han conseguit crear este genoma al mínim encara no han segut capaços de determinar les funcions de 149 d'estos 473 gens, un terç del total, segons varen explicar en els seus treballs publicats en la revista Science.

La creació d'esta cèlula dotada només en els gens necessaris per a que existixca vida en la seua forma més bàsica, podria ajudar a comprendre la funció de cada gen absolutament essencial per a la vida, segons els biòlecs.

"La millor manera de comprendre la vida és crear el genoma més simple", va explicar Craig Venter durant una conferència de prensa telefònica.

"Si no entenem cóm vola un Boeing 777, retirem les parts una a una fins que l'avió ya no pot volar".

Est és el principi que el científic i el seu equip, que inclou a Clyde Hutchison, varen utilisar en el genoma d'una bactèria Mycoplasma, coneguda per tindre els genomes més menuts de totes les cèlules vives capaces de autorreproducirse.

Varen crear genomes hipotèticament minimalistes en huit segments diferents per a provar i identificar als gens essencials i els que no ho són.

Durant este procés, els investigadors també varen tractar d'identificar els gens denominats "casi essencials", necessaris per a assegurar un creiximent robust de l'organisme, pero que no són essencials per a la vida.

Per a posar a prova estos gens, els científics han insertat seqüències genètiques exteriors per a pertorbar les seues funcions i determinar aixina les que eren necessàries per a la vida de les bactèries.

Els científics varen repetir l'experiment fins que conseguixen el genoma més menut capaç de funcionar.

El seu treball també va revelar que alguns gens, classificats com "no essencials" realisen certes funcions que resulten essencials i deuen ser mantinguts en el genoma de per vida.

Casi tots els gens necessaris per a la llectura i expressió de l'informació genètica, aixina com la preservació de l'informació i la seua transmissió entre generacions també es conserven en este genoma.

Molts d'ells s'han trobat en atres organismes, lo que sugerix que podrien codificar proteïnes universals les funcions de les quals encara no s'han definit, concorde als investigadors.

Científics consideren la creació d'este genoma artificial mínim un alvanç significatiu.

"Est és un pas important en la creació d'una cèlula viva el genoma de la qual està totalment definit", va dir Chris Voigt, biòlec de l'Institut de Tecnologia de Massachusetts (MIT) en Cambridge (noreste d'Estats Units).

No obstant, afig el científic, queda per definir el paper d'estos 149 gens de Syn 3.0 que permaneixen desconeguts i que prometen dur nova informació sobre la base biològica de la vida.

El 20 de maig de 2010 la revista Science va informar sobre l'èxit del grup liderat per J. Craig Venter, els qui varen conseguir incorporar el genoma sintetisat químicament de Mycoplasma mycoides dins d'un M. capricolum.

En les seues paraules:

«Presentem el disseny, la síntesis, i el ensamblado del genoma de Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0 d'1.08 Mpb a partir de l'informació digitalisada de la seqüència del genoma i el seu transplant dins d'una cèlula receptora Mycoplasma capricolum per a crear noves cèlules Mycoplasma mycoides que són controlades solament pel cromosoma sintètic. L'únic ADN en les cèlules és la seqüència dissenyada de ADN sintètic, incloent seqüències de "marca d'aigua" i atres deleciones i polimorfisme genètics dissenyats, i mutacions adquirides durant el procés de construcció. Les noves cèlules han adquirit les característiques fenotípicas i són capaces de la seua autorreplicación contínua.»

L'equip havia planejat utilisar originalment la bactèria M. genitalium en la que havien treballat anteriorment, pero varen canviar a M. mycoides ya que esta última bactèria creix de forma molt més accelerada, lo que es va traduir en experiments més ràpits. Venter ho descriu com «la primera espècie... el progenitor del qual és una computadora». La bactèria transformada és malnomenada «Synthia» per ETC. Un portaveu de Venter s'ha negat a confirmar qualsevol innovació al moment d'escriure estes llínees, provablement perque eixe tipo de tècniques d'introducció genètica com la transfección, la transformació, la transducción i la protofección han segut pràctiques d'investigació estàndar durant molts anys.

Ara que s'ha demostrat que la tècnica funciona en el genoma de M. mycoides, el pròxim proyecte provablement serà tornar a la minimisació del genoma de M. genitalium i transplantar-ho dins d'una cèlula per a crear la ya mencionada M. laboratorium.

L'investigació va tindre els següents membres: Daniel G. Gibson, John I. Glass, Carole Lartigue, Vladimir N. Noskov, Ray-Yuan Chuang, Mikkel A. Algire, Gwynedd A. Benders, Michael G. Montague, Li Ma, Monzia M. Moodie, Chuck Merryman, Sanjay Vashee, Radha Krishnakumar, Nacyra Assad-Garcia, Cynthia Andrews-Pfannkoch, Evgeniya A. Denisova, Lei Young, Zhi-Qing Qi, Thomas H. Segall-Shapiro, Christopher H. Calvey, Prashanth P. Parmar, Clyde A. Hutchison, III, Hamilton O. Smith i J. Craig Venter.