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Científicos piratean células de mamíferos para crear pequeñas biocomputadoras

Científicos piratean células de mamíferos para crear pequeñas biocomputadoras

Los científicos han manipulado genéticamente células de mamíferos que son capaces de ejecutar comandos y cálculos lógicos de manera similar a las computadoras. Los esfuerzos científicos en la ingeniería genética de células biológicas no es un campo de estudio nuevo. Otros investigadores han utilizado materiales orgánicos antes y los han modificado genéticamente para realizar tareas lógicas, como las células que brillan cuando bajan los niveles de oxígeno. Este tipo de ingeniería genética es simple para organismos bacterianos como E. coli, ya que son más fáciles de manipular.

[Fuente de imagen: Pixabay]

Circuitos genéticos

Los intentos anteriores de crear circuitos genéticos en células humanas han resultado en fallas simplemente porque las proteínas llamadas factores de transcripción, que hacen que los genes se enciendan y apaguen, no funcionan de manera uniforme.

Investigadores de la Universidad de Boston (BU) se han desviado de estos factores de transcripción y alternativamente han utilizado un "interruptor" enzimático de activación y desactivación más adecuado conocido como ADN recombinasa. Una ADN recombinasa es una enzima de recombinación genética capaz de manipular la estructura de los genomas y controlar las expresiones de los genes, como activarlos o desactivarlos. La recombinasa funciona como una herramienta de corte de enzimas cortando partes selectivas de una hebra de ADN y cosiendo los extremos cortados de la doble hélice.

[Fuente de imagen: Pixabay]

Luego, los científicos crearon un circuito genético llamado 'lógica y aritmética booleana a través de la escisión del ADN' (BLADE) y lo incrustaron en un riñón embrionario humano. El circuito BLADE funciona confiando en recombinasas bajo el control de un solo promotor que incorpora señales de circuito en una capa transcripcional. Mediante el uso de BLADE, se construyeron 113 circuitos en un riñón embrionario humano y células T Jurkat, donde 109 circuitos (tasa de éxito del 96,5%) lograron funcionar según lo previsto sin tener que modificar los circuitos. Con esta compleja manipulación de materiales biológicos, el equipo ha logrado hacer funcionar con éxito los circuitos genéticos. Una de las características más interesantes de este circuito es la creación de una tabla de búsqueda booleana a partir de células humanas con seis entradas diferentes. Una de las dieciséis operaciones lógicas se realizó mediante la combinación de las entradas.

Aplicaciones de células pirateadas

En esta etapa, los estudios de los investigadores de la BU son solo una "prueba de concepto", pero el equipo está explorando una serie de posibilidades biológicas. Un uso potencial de esta tecnología es manipular las células T para aniquilar las células tumorales mediante el uso de proteínas que pueden reconocer los biomarcadores de las células cancerosas. El circuito genético también podría usarse para convertir células madre en cualquier célula deseada mediante el uso de diferentes señales y también la generación de tejidos mediante el uso de comandos.

Estos biocomputadores también se pueden aplicar para diagnosticar enfermedades al activarse con proteínas asociadas con la enfermedad específica. Por ejemplo, si las células modificadas genéticamente se encienden cuando se combinan con la muestra de sangre de un paciente, el resultado es una indicación positiva de que están infectadas con la enfermedad. Los métodos actuales de análisis de muestras de sangre son laboriosos y costosos, por lo que este tipo de avance científico podría ahorrarle mucho dinero al campo médico.

Una manipulación biológica inteligente con muchas aplicaciones útiles, esta es de hecho la belleza de la ciencia.

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