Tendencias21
Desarrollan circuitos complejos combinando células y sensores

Desarrollan circuitos complejos combinando células y sensores

La biología sintética es una disciplina que consiste en la manipulación de sistemas biológicos para conseguir que éstos desarrollen funciones nuevas, que no se encuentran en la naturaleza. En este campo trabajan investigadores del nuevo Centro de Biología Sintética del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos. Tras conseguir que algunas bacterias hagan fotos o ataquen tumores, en la actualidad, los científicos están desarrollando circuitos complejos mediante la combinación de células y sensores. Por Yaiza Martínez.

Desarrollan circuitos complejos combinando células y sensores

Las bacterias no hacen fotos ni atacan células tumorales ni producen sustancia químicas. Pero podrían hacerlo gracias a ciertas técnicas de biología sintética, una disciplina que consiste en la manipulación de sistemas biológicos para conseguir que éstos desarrollen funciones nuevas, que no se encuentran en la naturaleza.

En este campo trabaja un ingeniero del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), de Estados Unidos, llamado Chris Voigt, especializado en manipular bacterias y otros microbios para hacer que éstos realicen numerosas tareas útiles, que por naturaleza jamás harían.

Según publica el MIT en un comunicado, Voigt ha conseguido ya, por ejemplo, desarrollar una “cámara bacteriana”. Lo hizo insertando un sensor de detección de luz procedente de un alga en la bacteria Eschericia coli (E. coli), acoplado a un gen que hace que la bacteria genere un pigmento negro.

Así, se forma una lámina en la bacteria que actúa como “película”. Cuando un patrón se sitúa sobre dicha película e incide sobre él la luz, se forma una imagen del patrón en la lámina de la bacteria.

Por otro lado, Voigt ha desarrollado una bacteria E. coli cuyo objetivo son los tumores. Esta bacteria incorpora genes de otras bacterias capaces de detectar niveles bajos de oxígeno y alta densidad celular, dos condiciones que se dan a menudo en los tumores. Además, Voigt vinculó a estos genes un circuito celular que induce a la producción de una proteína denominada invasina, que permite a la E. coli invadir células.

También circuitos complejos

Actualmente, el investigador co-dirige el nuevo Centro de Biología Sintética del MIT, en el que trabaja en la fabricación de sistemas mayores, altamente interconectados, que incorporan sensores y circuitos capaces de responder a señales.

Según explica Voigt: “Ahora estamos integrando (este tipo de) componentes en células individuales.

Uno de los problemas en este sentido es conseguir que todas las piezas interactúen unas con otras. Otro desafío es impedir que piezas que no deben interactuar lo hagan”.

El científico añade que si se quiere crear un sistema con 50 circuitos que trabajen al unísono, como partes de la operación celular, es preciso que cada uno de ellos no interfiera con el resto, lo cual representa un enorme desafío.

En un futuro, este tipo de circuitos complejos podrían ser la base de microbios capaces de regular su propio proceso de fermentación, como en el caso de la levadura que fermenta biomasa para producir etanol, afirma Voigt.

La fermentación de etanol produce como producto derivado el acetato, que es tóxico para la levadura. Por esa razón, los contenedores de fermentación deben equiparse con sensores que detecten niveles peligrosos de acetato y lleven a cabo acciones
correctoras, como reducir el suministro de alimento (glucosa) de los microbios, en caso de necesidad.

Usando la biología sintética, sería posible transferir este proceso de control a las propias células. De este modo, las células de la levadura detectarían que hay niveles excesivos de acetato en su entorno y, en consecuencia, detendrían sus propios transportadores de glucosa, hasta
que los niveles de acetato desciendan de nuevo.

Voigt piensa que este tipo de técnicas impactarán en un futuro en diversos campos: no sólo en la medicina, sino también en la agricultura, en la energía, en la industria química o en la limpieza del medioambiente.

Desarrollan circuitos complejos combinando células y sensores

Aplicaciones de la biología sintética

En general, los especialistas ven en la biología sintética un crisol de posibilidades. En lo que a medicina se refiere, se espera que esta disciplina permita desarrollar fármacos inteligentes, porque hará posible un conocimiento más amplio de la complejidad de las enfermedades y el desarrollo de fármacos a la carta o personalizados.

Además, la biología sintética podría hacer avanzar la terapia génica, mediante la modificación de virus para transportar genes a tejidos concretos para su tratamiento.

Por otro lado, se cree que gracias a la biología sintética podrán repararse y regenerarse tejidos con sistemas moleculares formados por sensores, que reconocerán daños y suministrarán enzimas que los reparen.

En el sector del medio ambiente, las investigaciones se están dirigiendo hacia el diseño de sistemas complejos, el rediseño de componentes biológicos inspirados en circuitos electrónicos y hacia el empleo de bacterias y hongos modificados para que eliminen compuestos tóxicos y descontaminen los ecosistemas. Por último, se espera que esta disciplina ayude a desarrollar biosensores o a producir bioenergía a partir de microrganismos sintéticos.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Una pequeña luna de Saturno parecida a la “Estrella de la Muerte” de Star Wars contiene un océano oculto 8 febrero, 2024
    Por debajo de la superficie repleta de cráteres de Mimas, una de las lunas más pequeñas de Saturno, se esconde un océano global de agua líquida de reciente formación. El satélite posee tan sólo unos 400 kilómetros de diámetro y presenta un notable parecido con la “Estrella de la Muerte”, una estación espacial imperial que […]
    Pablo Javier Piacente
  • Logran controlar un objeto virtual con la mente durante un sueño lúcido 8 febrero, 2024
    Un grupo de participantes en un nuevo estudio científico logró manejar un vehículo virtual a través de un avatar únicamente con su mente, mientras sus cerebros permanecían en la fase REM del sueño. Además de profundizar en los misterios de la consciencia humana, la innovación podría facilitar el acceso a nuevos desarrollos tecnológicos, como un […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un proyecto global trabaja para crear de forma colaborativa un cerebro robótico general 8 febrero, 2024
    El auge de la inteligencia artificial generativa impulsa un proyecto global que trabaja para crear un cerebro robótico general, capaz de generar androides como los que hemos visto hasta ahora solo en la ciencia ficción. Pero es cuestión de tiempo que convivamos con ellos en perfecta armonía. Ya no es una utopía.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • La IA está capacitada para resolver dilemas morales cuando conduce vehículos autónomos 8 febrero, 2024
    Los sistemas de IA muestran significativas similitudes éticas con las reacciones humanas ante dilemas morales, lo que los acreditan para conducir vehículos autónomos tal como lo harían las personas.
    Redacción T21
  • Los huracanes se están volviendo tan fuertes que ya no existen categorías para clasificarlos 7 febrero, 2024
    Cinco tormentas en la última década tuvieron velocidades de viento que pertenecen a una hipotética categoría 6 en la escala de huracanes Saffir-Simpson: el fenómeno obligaría a los científicos a crear una nueva clasificación, capaz de reflejar la virulencia de los huracanes en la actualidad. Las causas principales del fenómeno tienen su origen en el […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un asteroide habría explotado sobre la Antártida hace unos 2,5 millones de años 7 febrero, 2024
    Un asteroide se desintegró sobre el continente antártico hace aproximadamente 2,5 millones de años: la evidencia proviene de un análisis químico de más de 100 pequeños trozos de roca extraterrestre, que se han preservado dentro de las enormes capas de hielo. Hasta el momento, solo se conocen otros dos eventos de explosiones aéreas antiguas en […]
    Pablo Javier Piacente
  • Crean la primera niña de inteligencia artificial del mundo 7 febrero, 2024
    La primera niña IA del mundo ha sido creada por científicos chinos, que la han dotado de emociones e intelecto y de la capacidad de aprender de forma autónoma. Se comporta como si tuviera tres o cuatro años y representa un avance significativo para el campo de la inteligencia artificial general.
    Redacción T21
  • Oponerse a la regulación de los pesticidas no es la solución al problema de los agricultores 7 febrero, 2024
    Los agricultores que se movilizan en España y Europa se oponen con firmeza a las nuevas regulaciones europeas en materia de pesticidas, lo que representa una amenaza mayor para la salud pública que tener una central nuclear al lado de casa: estos químicos han costado miles de vidas y enfermos crónicos, al tiempo que han […]
    Eduardo Costas | Catedrático de la UCM y Académico de Farmacia
  • El arte existió antes del surgimiento de los humanos modernos 6 febrero, 2024
    Nuevas investigaciones sugieren que nuestros parientes humanos arcaicos, como los neandertales, ya contaban con las capacidades cognitivas para desarrollar arte: el hallazgo de ejemplos cada vez más antiguos de expresión artística en el registro arqueológico confirmaría esta hipótesis. Sin embargo, aún se discute si estas manifestaciones creativas pueden catalogarse como arte.
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren una nueva supertierra que podría ser un mundo habitable 6 febrero, 2024
    Un planeta extrasolar del tipo supertierra, denominado TOI-715 b y aproximadamente una vez y media más ancho que la Tierra, podría ser capaz de albergar vida: orbita dentro de la zona habitable de una enana roja, a escasa distancia de nuestro planeta. Además, podría estar acompañado de otro cuerpo planetario, con un tamaño casi idéntico al […]
    Pablo Javier Piacente