La clase de LucaNova

Prestad atención, queridos alumnos, pues no lo volveré a repetir. Todos conocéis los genes artificiales, todos los habéis usado, pues de otro modo no habríais sido seleccionados para el proyecto LucaNova. Ya no estáis cursando un grado, ni un master, vuestros doctorados son papel mojado. Aquí vamos a crear, y ninguno de vosotros, por muy buen currículum que tengáis, lo ha hecho antes. Así pues, voy a repetirlo, prestad atención, pues lo que vais a conocer será la base del futuro.
Como ya sabréis, la tecnología de los genes artificiales tuvo un inicio muy difuso. Los científicos se habían habituado a trabajar con genes y secuencias ya existentes, modificadas para adaptarse a las necesidades de sus investigaciones. El uso de dichas secuencias era en si una traba para el desarrollo científico, que limitaba la cantidad de herramientas génicas a aquellas ya descubiertas e investigadas. Solo daba lugar al progreso con nuevos descubrimientos de genes y secuencias en los seres vivos. Aunque lentamente la tecnología genética se fue desvinculando de los genes “naturales”, siguió usando sus dominios génicos en nuevas construcciones, simples recortes de varios genes distintos.
Sin embargo, con la modificación cada vez mayor de las secuencias originales aparecieron los primeros genes con secuencias artificiales propias, parecidas a las que los precedieron, pero ya desvinculados de estas. Apareció entonces el que se consideró el primer gen completamente artificial, dicho gen codificaba para una proteína sin ninguna equivalencia en el mundo natural, un enzima que catalizaba la síntesis de diversos aminoácidos a partir de metabolitos basales del ciclo de Krebs saltándose varias reacciones de transición del metabolismo al interaccionar con varios enzimas y moléculas de forma simultánea.
Con la aparición de aquel primer gen artificial, prosperó el diseño de secuencias similares y derivadas. Estos genes generaban proteínas grandes i pesadas que concentraban varias funciones para ahorrar procesos metabólicos. El éxito de todos ellos fue cuestionable, los genes se encontraban desregulados y tenían algunos efectos secundarios, pero se consideraron aceptables y se comercializaron para enfermos de edad avanzada, donde las consecuencias secundarias se veían reducidas y donde no había un riesgo de desarrollo corporal que pudiera verse afectado.
Desde entonces la ciencia de los genes artificiales ha crecido mucho, se han sucedido seis generaciones de genes artificiales, hoy conoceréis las cuatro primeras, las otras dos merecen una clase particular cada una.
La primera generación englobó los primeros genes artificiales, todos ellos codificaban para enzimas metabólicos grandes y pesados, con una regulación nula o muy basal y poco aceptadas por el sistema inmune.
La segunda generación se basó en la regulación génica, los genes se adaptaron al sistema regulador corporal, expresándose solo en la cantidad adecuada, en los momentos adecuados y en los lugares convenientes, esto se logró con el desarrollo de promotores y regiones cis-reguladoras mixtas. La regulación de los genes permitió generar moléculas endocrinas, señalizadores, receptores de membrana, neurotransmisores…, todos ellos artificiales, de los que la industria genética actual desciende en la mayor parte de sus investigaciones.
En la tercera generación las secuencias ya no codificaban proteínas efectoras, sino proteínas con acción sobre el material genético, reguladoras. Incluía factores de transcripción, maquinaria de replicación y traducción, histonas y moléculas estructurales. Se crearon varias nuevas familias de encimas de restricción y de factores de transcripción. Los genes de tercera generación fueron, según algunas revistas, “obras de arte esculpidas en la secuencia más primigenia de la vida”. Dejando de lado la veracidad de dicha afirmación, pocas de las creaciones alcanzaron el éxito, aunque sí se crearon las bases del “esculpido de la carne” de la siguiente década, el proyecto CarneBella, del que nosotros somos sucesores.
Las moléculas artificiales derivaron hacia la simplicidad, abandonando las enormes moles de proteína de la primera generación, pasaron a ser moléculas pequeñas y poco detectables por el sistema inmune del cuerpo, con una única función bien caracterizada. Pero los titanes proteínicos volvieron, y con más fuerza que nunca. El estudio de los sistemas de plegamiento y conformación de las proteínas naturales y de la dinámica molecular fue potenciado por varias empresas emprendedoras. La cuarta generación tenía un verdadero control de las estructuras codificadas, pudiéndo generar moléculas cada vez más grandes y complejas, con plegamientos muy específicos, modificaciones post-traduccionales, dinámicas celulares controladas, dimerización y otros procesos combinatorios. El mayor ejemplo de la cuarta generación fueron las proteínas articuladas, que podían desplazarse por la célula o por el organismo, ejercer funciones mecánicas a escala nanométrica y actuar de muchos otros modos.
La sesión de historia termina aquí por hoy, es vuestra obligación ampliar vuestros los conocimientos aquí adquiridos con la bibliografía adjunta. Mañana trataremos la quinta generación, sobre los genes industriales, y el próximo lunes conoceréis la sexta, los genes no codificantes.
Y ahora, marchaos, volved a vuestro mundo. Vuestro esfuerzo decidirá quienes de vosotros formará parte de LucaNova.