El código genético conocido durante miles de millones de años para todas las formas de vida utiliza 64 tripletes de bases de ADN y ARN, definidos como codones, para codificar 20 aminoácidos esenciales y construir proteínas. Ahora, los científicos han logrado reducir esa complejidad para diseñar una versión sintética de la bacteria Escherichia coli, que requiere solo 57 codones.
Un equipo del MRC Laboratory of Molecular Biology (LMB), en Reino Unido, ha logrado sintetizar una cepa de Escherichia coli cuyo genoma utiliza únicamente 57 codones, frente a los 64 del código genético universal. Este organismo, bautizado como Syn57, supone la reducción más profunda del alfabeto biológico jamás alcanzada en un ser vivo funcional.
De acuerdo a un estudio publicado en la revista Science y a una nota de prensa, el hallazgo abre la puerta a la introducción de aminoácidos no canónicos y al desarrollo de polímeros sintéticos de gran valor biotecnológico, entre otras importantes aplicaciones.
El avance implicó el rediseño de un genoma de 4 megabases, durante el cual se eliminaron cuatro de los seis codones que codifican serina, dos de los cuatro para alanina y un codón de terminación. Cada uno fue sustituido por sinónimos capaces de producir los mismos aminoácidos o señales de parada, con un total de más de 101.000 eventos de recodificación a lo largo de toda la secuencia genética.
Vida comprimida
Para alcanzar esta compleja reescritura, los investigadores dividieron el genoma original en 38 pequeños fragmentos. Estos bloques fueron fabricados químicamente en levadura y luego integrados en Escherichia coli mediante una técnica genética especial, que incluye CRISPR–Cas9 y otras recombinaciones, para sustituir grandes segmentos de ADN e integrarlos en un único paso.
Mediante uniones por apareamiento bacteriano y otras interacciones se fue ensamblando la cepa final, ajustando la expresión génica y remodelando genes propios de Escherichia coli. La viabilidad de Syn57 demuestra que la redundancia del código genético, o sea la repetición de tres letras para un mismo aminoácido, no es imprescindible para la vida, aunque sí influye en su fisiología.
El resultado es un organismo vivo con un código comprimido, pero no exento de costes: Syn57 muestra un perfil de expresión génica distinto y crece de manera apreciablemente más lenta que la cepa original, según informa Chemical & Engineering News. Los autores esperan mejorar estos detalles con futuros refinamientos, aunque el éxito de esta bacteria sintética abre potentes posibilidades tecnológicas, de acuerdo a un artículo publicado en Phys.org.
Nuevas reglas biológicas más allá de la evolución natural
Las implicaciones prácticas son numerosas. Al “liberar” codones se crea espacio en el código genético para introducir aminoácidos no canónicos, o sea bloques que no aparecen en la naturaleza, y así fabricar polímeros completamente nuevos. Además, los genomas recodificados pueden actuar como una suerte de “barrera genética” que impide la lectura por parte de virus convencionales, lo que ofrecería una protección útil en procesos industriales y en la producción de fármacos biológicos.
Referencia
Escherichia coli with a 57-codon genetic code. Wesley E. Robertson et al. Science (2025). DOI:https://doi.org/10.1126/science.ady4368
En concreto, este avance constituye un «laboratorio vivo» para explorar orígenes hipotéticos del código genético y diseñar nuevas reglas biológicas fuera del alcance de la evolución natural. Más allá de su relevancia teórica, Syn57 representa un hito para la biología sintética y la fabricación biológica.
Los investigadores anticipan que, gracias a estas cepas con código restringido, se podrán desarrollar nuevas plataformas de producción de fármacos, biosensores y biomateriales, generando compuestos imposibles de crear con células no modificadas.
