· Consolidan estudiantes y profesores de la Facultad de Ciencias, del Instituto de Investigaciones en Matemáticas Aplicadas y en Sistemas de la Universidad Nacional, así como del IPN, un grupo de biología sintética
· Esta disciplina busca generar sistemas que no se encuentran en la naturaleza, o rediseñarlos utilizando construcciones genéticas
· Entre otros proyectos, abordan los mecanismos de intercambio de información genética en bacterias usando la resistencia a antibióticos, dijo el profesor de la FC, Arturo Becerra Bracho
· Pablo Padilla del IIMAS, señaló el interés por entender cómo surgen las estructuras o los patrones morfogenéticos
Investigadores y estudiantes de la UNAM trabajan en la biología sintética, uno de los campos del conocimiento más recientes y prometedores, referido al desarrollo artificial de organismos o partes biológicas que no se encuentran en la naturaleza, o al rediseño de los mismos, utilizando construcciones genéticas.
El profesor de la Facultad de Ciencias (FC), Arturo Becerra Bracho, explicó que se identifican ciertos procesos evolutivos, en especial el transporte horizontal de genes entre organismos. Particularmente, les interesa cómo detectarlos utilizando microorganismos y su resistencia a los antibióticos.
Para ello, indicó el experto del Instituto de Investigaciones en Matemáticas Aplicadas y Sistemas (IIMAS), Pablo Padilla Longoria, se busca entender cómo surgen las estructuras o los patrones morfogenéticos, resultado de complejas interacciones entre el código genético y las señales del exterior.
La estudiante de la maestría en Ciencias Biológicas de la FC, Yetzi Robles Bucio, recordó que desde 2006 surgió la idea teórica de este proyecto. Pero fue hasta mayo-junio del siguiente año, cuando se proyectaron los primeros experimentos, en los que ella participa.
Al respecto, reconoció que han tenido problemas en la implementación, porque un organismo tiene restricciones biológicas y una regulación genética estricta y fina.
Se abordan, recalcó, los patrones de Turing, empleados profusamente para entender los problemas básicos de la morfogénesis y se han aplicado a gran variedad de sistemas biológicos, como la coloración de la piel de los animales o la forma de las alas de las mariposas, por ejemplo. A decir de la profesora de la FC, Fabiola Ramírez, indagan la manera de generarlos usando bacterias.
Esperan observar si la bacteria con la que trabajan, Escherichia coli, por sí sola genera ya un patrón, es decir, sin tener que modificarla sofisticadamente, añadió Robles Bucio.
La idea principal, especificó Fabiola Ramírez, es introducir en una de ellas dos segmentos de ADN; uno en particular que produce color rojo para detectar algún tipo de patrón, una vez que ocurre la reproducción.
Competencia iGEM
El grupo de especialistas y alumnos de la UNAM, involucrados en la biología sintética, ha participado en dos ocasiones en la competencia International Genetically Engineered Machines (iGEM), como parte de un equipo nacional integrado también por expertos del Instituto Politécnico Nacional (IPN).
Se trata de tomar biopartes y sistematizarlas, destacó el docente de la FC, Francisco Hernández Quiroz. El Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT, por sus siglas en inglés) lanzó esta iniciativa en donde toman parte grupos de diversas universidades, formados por tutores y estudiantes.
El propósito, manifestó, es presentar proyectos donde se emplee el conocimiento disponible, a fin de generar más aplicaciones o permitir que se sistematice la información existente. Así se crean ideas que podrían permitir una clasificación de partes biológicas y producir máquinas genéticamente diseñadas.
Todo, precisó, se basa en la ingeniería electrónica, que tiene como uno de sus fundamentos clasificar circuitos, y si se quiere realizar una tarea compleja, busca los que necesita y los ensambla. En la biología sintética la finalidad es repetirlo en organismos vivos.
Los proyectos, acotó Hernández Quiroz, van más allá de simplemente concursar en iGEM, certamen que inició formalmente en 2005, aunque antes de ese año hubo varios intentos locales.
El profesor de la FC y estudiante del doctorado del Programa de Ciencias de la Computación, Elías Samra Hassan, destacó que la biología sintética surge en los 70. Sin embargo, fue hace relativamente pocos años cuando se logró trabajar en torno a los organismos de forma más avanzada.
El potencial para crear funciones biológicas mediante ensambles artificiales de ADN, cuyos pedazos se enlazan unos con otros para dar una función nueva o hacer un modelo biológico para estudio, es enorme, refirió.
De acuerdo con Padilla Longoria, tiene aplicaciones al menos en tres ramas: biosensores, por ejemplo, grupos internacionales han creado algunos para detectar contaminación de arsénico en agua; terapias y medicina, pues se ha trabajado para evitar que se propaguen los virus, así como tecnologías de la información, que van desde cómo encriptar información en sistemas biológicos hasta cómo resolver algoritmos.
El investigador de la UNAM, quien también es profesor de la FC, agregó que para llevar a cabo la biología sintética son básicos los modelos matemáticos, cuya utilización en el estudio de la evolución se remontan a principios del siglo XX, cuando se buscó hacer cuantitativas las predicciones con relación a este último proceso.
Lo atractivo de la época actual, dijo, es que quizá, por primera vez, los modelos matemáticos tienen una capacidad predictiva real. Los biólogos están interesados porque en términos experimentales hay una retroalimentación.
Los problemas que plantea son de enorme complejidad, y ello tiene consecuencias concretas, como el que no haya todavía herramientas para solucionarlos, consideró Hernández Quiroz.
Como ejemplo, mencionó que si se observa el repositorio de biopartes del iGEM, en general es difícil tomar la información que contiene y ponerla a funcionar, porque no existe un lenguaje común que lo unifique todo.
De ahí que otra parte del trabajo de los universitarios sea no sólo realizar algoritmos biológicos, sino aprovechar la oportunidad para ver si pueden generar herramientas matemáticas, lingüísticas y computacionales para sistematizar los datos, concluyó.
Créditos: Universidad Nacional Autónoma de México (www.unam.mx)
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