BIOLOGIA: GENETICA MOLECULAR

Nuevas proteínas a la vista

Por Xavier Pujol Gebelli
El País

La naturaleza se basta con tan sólo 20 aminoácidos para construir la trama de la vida. A partir de esta pequeña colección de compuestos químicos, codificados cada uno de ellos por secuencias de tres letras (bases) del ADN de cualquier organismo, se forman todas las proteínas de un ser vivo. Dos grupos de investigadores de varios países, cada uno con un método distinto, han logrado alterar el orden de las cosas. Gracias al uso de técnicas biológicas han conseguido formar proteínas que incorporan aminoácidos no naturales. Las nuevas proteínas abren la puerta a un sinfín de aplicaciones.
La combinación de los 20 aminoácidos esenciales es suficiente, por ejemplo, para generar las cerca de 100 mil proteínas distintas que se calcula que existen en el ser humano. Y también lo es para determinar las muchísimas menos que se expresan en una simple bacteria, por más primitiva que sea o por más adaptada que esté a las condiciones extremas.
Aunque las proteínas finales de unos y otros, de los seres más evolucionados y los más primitivos, sean dispares y con funciones distintas, la mecánica se repite con precisión matemática. Sólo estos aminoácidos –y ninguno más–, combinados de mil y una formas distintas, traducirán las instrucciones del código genético en elementos funcionales que marcarán el desarrollo de un organismo y todas sus funciones vitales. Cualquier otro aminoácido que pudiera formarse es automáticamente eliminado y no llega a formar jamás una proteína.
¿Jamás? Durante veinte largos años se ha especulado con esa posibilidad y se ha intentado, aunque sin éxito, forzar el estado de las cosas. Hasta ahora que Lei Wang, del Instituto de Química Biológica de La Jolla (California), y Volker Doring, investigador vinculado con el Genoscope francés y que ha contado con la colaboración de científicos de la Universidad Philipps de Marburgo y del Instituto Scripps de La Jolla, parecen haber dado con la clave para forzar la evolución.

En expansion
En sendos trabajos publicados en Science, ambos equipos afirman haber expandido el código genético de la bacteria Escherichia coli para que codifique aminoácidos no naturales. El primero lo ha logrado gracias a una modificación química que interfiere el proceso de síntesis de proteínas. En concreto, añadiendo un supresor del ADN de transferencia que permite introducir una mutación en apariencia carente de sentido. Gracias a ello consigue que esa mutación, que determina un aminoácido no natural, acabe transformándose en una proteína igualmente extraña para el organismo.
En el caso de Doring, no se trata de un reemplazo en un punto específico de la cadena que lleva a la expresión de proteínas sino de una redefinición general de este mismo mecanismo que permite desactivar parte del sistema corrector con el que las células evitan la entrada de aminoácidos extraños, en este caso el aminobutirato, similar en su forma a la cisteína.
Aunque la eficiencia de ambas metodologías es considerada todavía baja por los propios autores de los trabajos, y a pesar de que las investigaciones se circunscriben a unos pocos casos de aminoácidos nonaturales en organismos tan primitivos como las bacterias, los resultados dejan la puerta abierta a la especulación. August Böck, investigador del Instituto de Genética y Microbiología de Munich, comenta las enormes posibilidades de aplicación de ambas metodologías, en especial para el estudio de la formación de proteínas o para incorporar productos útiles en proteínas de nueva generación de interés en salud humana. De la misma opinión es Manuel Palacín, investigador en Bioquímica y Biología molecular de la Universidad de Barcelona. A su juicio, la posibilidad de sintetizar, de momento a través de bacterias, proteínas prácticamente de diseño, “abre una nueva avenida” para la biotecnología.
La nueva avenida a la que se refiere Palacín, y en la que coincide con Böck, tiene mucho que ver con la ingeniería y la biotecnología. Aunque queda por saber qué aminoácidos no convencionales podrán producirse con estas manipulaciones genéticas, y en qué puntos, para que den lugar a proteínas viables y no perjudiciales para los organismos, parece claro que facilitarán la entrada de grupos químicos que, de una u otra forma, ayuden a compensar errores de traducción del código genético como los que dan lugar a ciertas enfermedades o, incluso, a incorporar elementos que puedan interferir en procesos patológicos.