Científicos de la Universidad de Bristol han desarrollado nuevas partes biológicas que pueden dar forma al flujo de procesos celulares a lo largo del ADN.
El trabajo, ahora publicado en la revista Nature Communications, ofrece una nueva perspectiva sobre cómo se codifica la información en el ADN y nuevas herramientas para construir biotecnologías sostenibles.
A pesar de ser invisibles a simple vista, los microorganismos son parte integral de nuestra supervivencia. Operan usando ADN, a menudo denominado el código de la vida. El ADN codifica numerosas herramientas que podrían sernos útiles, pero actualmente carecemos de una comprensión completa de cómo interpretar las secuencias de ADN.
“Comprender el mundo microbiano es complicado. Mientras que leer el ADN de un microbio con un secuenciador nos da una ventana al código subyacente, aún necesita leer muchas secuencias de ADN diferentes para comprender cómo funciona realmente. Es un poco como tratar de aprender un nuevo idioma, pero con solo unos pocos fragmentos de texto”, han explicado los autores.
Para abordar este problema, el equipo de Bristol se centró en cómo se lee la información codificada en el ADN y, específicamente, cómo se controla el flujo de los procesos celulares a lo largo del ADN. Estos flujos de información biológica orquestan muchas de las funciones centrales de una célula y la capacidad de darles forma ofrecería una forma de guiar los comportamientos celulares.
Inspirándose en la naturaleza, donde se sabe que los flujos en el ADN suelen ser complejos y entrelazados, el equipo se centró en cómo estos flujos podrían regularse mediante la creación de "válvulas" para sintonizar el flujo de una región del ADN a otra.
El equipo empleó métodos que permitían el montaje rápido de muchas partes de ADN en paralelo y una tecnología de secuenciación basada en 'nanoporos'
"Al igual que una válvula que controla la velocidad a la que fluye un líquido a través de una tubería, estas válvulas dan forma al flujo de los procesos moleculares a lo largo del ADN. Estos flujos permiten que las células den sentido a la información almacenada en sus genomas y la capacidad de controlarlos nos permite reprogramar sus comportamientos de manera útil”, han explicado.
El diseño de nuevas piezas biológicas suele llevar una gran cantidad de tiempo. Para solucionar este problema, el equipo empleó métodos que permitían el montaje rápido de muchas partes de ADN en paralelo y una tecnología de secuenciación basada en 'nanoporos' que les permitía medir simultáneamente cómo funcionaba cada parte.
“Aprovechar las características únicas de la secuenciación de nanoporos fue el paso necesario para desbloquear nuestra capacidad de diseñar válvulas biológicas de manera efectiva. En lugar de construir y probar por separado un par a la vez, podríamos ensamblar y probar miles en un grupo mixto, ayudándonos a separar sus reglas de diseño y comprender mejor cómo funcionan”, han subrayado los investigadores.
Los autores continúan mostrando cómo se pueden usar las válvulas para regular otros componentes biológicos en la célula, abriendo vías para el futuro control simultáneo de muchos genes y la edición compleja de genomas.