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Investigadores de la Universidad de Rice han creado un circuito viviente de múltiples tipos de bacterias, logrando que estas cooperen entre sí para cambiar su expresión proteica. Un avance que permitiría crear sistemas multicelulares desde cero para combatir diversas enfermedades.

En pocas palabras lo que han creado es un equivalente biológico a un circuito de computadora que implica múltiples organismos para influir en una población. El objetivo de los investigadores es modificar el sistema biológico para controlar cómo las bacterias influyen entre sí.

Para realizarlo, los científicos crearon genéticamente dos cepas de bacterias que regulan la producción de proteínas esenciales en vías de señalización intercelular, las cuales permiten a las células coordinar sus esfuerzos, generalmente de modo beneficioso.

Hoy en día la capacidad para diseñar ADN así como células productoras de proteínas específicas ha logrado ya resultados en biocombustibles útiles y químicos.

“El principal empuje en biología sintética ha sido diseñar células individuales. Pero ahora nos estamos moviendo hacia el sistema multicelular. Queremos células para coordinar sus comportamientos con el fin de provocar una respuesta poblacional, tal y como hacen en nuestros cuerpos”, dijo Matthew Bennet, responsable de la investigación.

Con este objetivo los científicos lograron modificar la bacteria Escherichia Coli para mezclar y crear dos poblaciones genéticamente distintas impulsando a las bacterias a formar una asociación, incluso trabajando de forma opuesta: una era un activador de la expresión regulada de genes específicos, y la otra era un represor que disminuía los genes regulados, con lo que creaban oscilaciones de transcripción génica en la población bacteriana.

Las dos nuevas cepas de bacterias enviaron moléculas de señalización intercelular y crearon vínculos positivos y bucles de retroalimentación negativa que afectó a la producción génica en la población total. Ambas cepas fueron diseñadas para hacer genes reporteros fluorescentes de modo que sus actividades podrían ser monitorizadas.

Las bacterias fueron confirmadas en dispositivos de microfluidos en el laboratorio, donde podrían ser monitorizadas fácilmente durante las largas horas de experimentación. Cuando las bacterias se cultivaron de forma aislada, las oscilaciones proteicas no aparecieron.

Los investigadores refieren que su trabajo ayudará a entender cómo se comunican las células, un factor importante en la lucha contra las enfermedades.

Referencia: Science, Rice

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