No
hace falta esperar al futuro para ver células parecidas a diminutos
ordenadores. De hecho, aquello que un día se llamó computación celular
ha dejado de ser una metáfora para convertirse en una realidad. Unos
científicos han logrado lo más parecido a un hackeo de células. Y las
han reprogramado.
Se
trata de un nuevo estudio liderado por un equipo de investigación de la
Universidad de Boston y dirigido por el biólogo Wilson Wong. Los
investigadores lograron convertir las células de mamíferos en
biocomputadoras capaces de realizar cálculos complejos. Toda una hazaña
conseguida dentro de los genes de células renales humanas.
Lo cierto es que no es la primera vez que se intentaba algo así. En
las últimas décadas los biólogos han estado trabajando para hackear el
algoritmo de las células en un esfuerzo por controlar sus procesos. Toda
una paradoja, porque de lo que se trata es de vencer el papel que tiene
la naturaleza como ingeniero de “software” de la vida incrementando
gradualmente el algoritmo de una célula (su ADN) durante generaciones.
Un trabajo de ciencia de ficción
Lo conseguido significa que los investigadores programaron células
humanas para obedecer hasta 113 conjuntos de instrucciones lógicas
diferentes. Una locura, y pensemos que con un mayor desarrollo esto
podría dar lugar a células capaces de responder a direcciones
específicas para, por ejemplo, combatir una enfermedad o fabricar tipos
de elementos químicos.
Para su estudio, el propio circuito genético fue diseñado utilizando
una maquinaria existente en células, el fragmento de ADN llamado
promotor. Ese fragmento transcribe el ADN de una célula al ARN y luego
lo traduce a proteínas. El equipo obvió los factores de transcripción y
en su lugar encendieron y apagaron los genes de células renales humanas.
Para ello utilizaron enzimas de restricción, una especie de tijeras
moleculares que cortan de forma selectiva los fragmentos de ADN.
El equipo de Wong insertó cuatro fragmentos de ADN extra después de
un promotor. Uno de esos fragmentos fue diseñado para producir la
proteína fluorescente verde (GFP) que ilumina una célula cuando se
enciende por un fármaco en particular. A través de su técnica, Wong y su
equipo fueron capaces de construir esos 113 circuitos diferentes con
una tasa de éxito del 96.5 %.
Un trabajo cuya mayor hazaña fue la de ser capaz de hacer una tabla
de búsqueda de lógica booleana de células humanas utilizando un circuito
con seis entradas diferentes. Como resultado estas entradas se
combinaron de formas variadas para realizar series de operaciones
lógicas. Según Timothy Lu, biólogo del MIT:
Es simplemente emocionante y representa otra escala de lo que podemos diseñar con circuitos genéticos de mamíferos.
Increíble. Pensemos en la informática. En su núcleo, un ordenador es una máquina que procesa información mediante la realización de cálculos. Cuanto más potente sea el circuito de una computadora, más complejos serán los cálculos que puede realizar. De manera similar, lo conseguido significa que las células genéticamente diseñadas para funcionar como miniordenadores pueden ser más o menos poderosas dependiendo de su ingeniería.
Increíble. Pensemos en la informática. En su núcleo, un ordenador es una máquina que procesa información mediante la realización de cálculos. Cuanto más potente sea el circuito de una computadora, más complejos serán los cálculos que puede realizar. De manera similar, lo conseguido significa que las células genéticamente diseñadas para funcionar como miniordenadores pueden ser más o menos poderosas dependiendo de su ingeniería.
El equipo de Wong aún no ha logrado hacer que estas células
modificadas hagan un trabajo de computación que realmente sea útil, pero
el estudio es un gran avance, uno que prepara el camino para la
biocomputación más compleja con células.
Llegados a ese punto, los científicos creen que podrían programarlas
para los desafíos médicos y la lucha contra enfermedades como el cáncer o
incluso la posibilidad de mejorar la capacidad de generar tejidos que
reemplacen partes del cuerpo dañadas. Cuando eso ocurra, si ocurre,
habremos pasado a la propia ciencia ficción.
