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Venter: sintetizar un cromosoma «con cuatro botellas de productos químicos en un sintetizador que funciona con la información que le suministra un ordenador»
En los últimos días, los medios han difundido la publicación en Science de un trabajo del grupo de Craig Venter , del Instituto del mismo nombre con sedes en Rockville, Marylena, y San Diego, en California, en el que describen la síntesis del genoma de una bacteria y su inserción en otra bacteria del mismo género. Este mismo equipo ya había sintetizado un genoma bacteriano y, también, había transplantado el genoma de una bacteria en otra y, en este trabajo, unen ambas técnicas y crean lo que denominan una “célula sintética” aunque, para ser exactos, sólo es sintético el genoma que se inserta; la célula ya existía previamente.
Venter ha declarado que este estudio desarrolla una técnica que permite sintetizar un cromosoma “con cuatro botellas de productos químicos en un sintetizador que funciona con la información que le suministra un ordenador”. Utilizan micoplasmas tanto para la síntesis del cromosoma como para insertar el sintético. Ya habían secuenciado el genoma de Mycoplasma genitalium, la bacteria con el número de genes más pequeño capaz de crecer en el laboratorio. Sin embargo, tiene un crecimiento muy lento y para este trabajo eligen otros dos micoplasmas de crecimiento más rápido: Mycoplasma micoides como donante del cromosoma y Mycoplasma capricolum como receptor. Una vez sintetizado el cromosoma, se inserta en células del receptor que se comporta como la especie donante y se reproduce en el laboratorio. Sin que se sepa muy bien cómo, en el proceso se pierden 14 genes del donante.
Lo más interesante del trabajo y, además, que ofrece más perspectivas de futuro, es el método de síntesis del cromosoma artificial. El genoma de M. micoides tiene un cromosoma con, aproximadamente, un millón de bases, es decir, de pares de nucleótidos que son algo así como las letras que escriben la secuencia de genes que, en esta especie, son algo más de 500. Como comparación, nuestra especie tienen en todas las células excepto las reproductoras, 46 cromosomas con unos 6500 millones de pares de bases que codifican entre 20000 y 20500 genes.
Todavía nadie es capaz de secuenciar un genoma completo, ni siquiera el de estos micoplasmas que son las células más sencillas. Por ello, Venter y su grupo tuvieron que desarrollar una técnica por etapas. Lo primero, meter la secuencia completa en el ordenador y, a partir de los datos almacenados, construir y reconstruir el genoma completo como si fuera un complicado rompecabezas. Confeccionaron 1078 fragmentos de genoma (los llaman cassettes) cada uno con 1080 pares de bases. Los insertaron en células de levaduras (Saccharomyces , la levadura del pan) y de Escherichia coli (una bacteria que vive en nuestro tubo digestivo) que son capaces de unir esos fragmentos de diez en diez. Así se obtienen 110 cassettes de 10000 pares de bases cada uno. Y se repite el proceso cuatro veces hasta conseguir el genoma completo de un millón de bases. Una vez conseguido el genoma sintético es cuando se inserta en el otro micoplasma, el M. capricolum. Para distinguir el cromosoma sintético del cromosoma natural le insertan una serie de pares de nucleótidos que funcionan, como dicen en el artículo, como la marca de agua en el papel. El genoma sintético desplaza al natural y dirige la célula que se comporta como si fuera M. micoides.
De esta manera, el equipo de Craig Venter ha conseguido unir en una sola todas sus técnicas anteriores y, con ello, que una especie de micoplasma se transforme en otra por la acción de un cromosoma sintético.
*Gibson, D.G. y colaboradores & J.C. Venter. 2010. Creation of a bacterial cell controlled by a chemically synthesized genome. Science DOI: 10.1126/science.1190719
Fuente: La biología estupenda
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Enlaces de interés:
– La web de Maco048. Noticias criminología: ADN
– Apuntes Introduccion a la Informática. (GAP), la información
Crean las primeras Vidas Artificiales autónomas
Un campo de la ciencia poco conocido por el lector común es uno llamado Vida Artificial (no confundir con Inteligencia Artificial), en donde el objetivo es crear organismos 100% dentro del entorno de un computador, y que tales organismos ejerzan todas las funciones que fuera del computador calificaría como «vida».
Esta ciencia tiene al menos medio siglo de fundada (con antecedentes que pre-datan al siglo 20), y desde entonces muchos hitos importantes han sido logrados, desde el famoso «Game of Life» (juego de la vida) de los 1960s, hasta el video-juego Los Sims.
Sin embargo, hasta el momento todos los modelos de vida artificial tenían algún grado de pre-programabilidad inducida en ellos, o al menos algún objetivo a seguir, lo que hacía fácil crear algoritmos evolutivos que probaran millones de posibilidades hasta dar con la solución que resolvía el objetivo del entorno virtual en donde residían tales criaturas.
Eso es hasta hoy, en donde un equipo Alemán acaba de crear las primeras criaturas de Vida Artificial totalmente autónomas.
Estas criaturas lo único que conocen es el hecho de que tienen un cuerpo y que lo pueden mover, pero incluso ni se les ha programado a caminar o saltar, y sin embargo, al cabo de media hora ya muchas de estas criaturas descubren totalmente por su cuenta el arte del traslado en dos o cuatro piernas.
Mas asombroso aun, es que cuando a estas criaturas se acercan las unas a las otras, inician un intercambio totalmente inesperado, inclusivo en algunos casos hasta entran en una especie de pelea.
Algo interesante es que el «cerebro» de estas criaturas es un modelo simplificado en software del cerebro humano de lo llamado «red neuronal» en esta rama, y hay que entender que a tales cerebros no se les programa nada. Todo lo que estos seres hacen (como verín en el video) es algo que aprenden por sí solos, sin ningún científico o programador haberles dicho que caminen, o tan siquiera darles una razón para caminar.
Como dicen en el video que verían, estas nuevas formas de Vida Artificial funcionan como un bebé, el cual no sabe caminar pero empieza probando tipos de movimientos que se sienten natural a su cuerpo, eventualmente «entendiendo» que puede caminar.
Por ahora estas criaturas olvidan rápidamente lo que aprendieron, pero en la nueva generación del software los cieníficos ya están diseñando el concepto de «memoria a largo plazo», para que estas criaturas puedan recordarse de experiencias pasadas si tener que volver a aprenderlas.
Opinión: Estamos justo al borde de crear las primeras mentes artificiales, y esto es prueba de eso. Noten que aunque en este contexto lo que estas criaturas descubren es a moverse, que bajo un contexto y ambiente mas complicado (digamos, comida artificial para sobrevivir, materia prima que pueda ser utilizada para crear herramientas, etc) que seía posible que estas criaturas evolucionen hasta aprender a aprender (valga la redundancia), y a explorar su universo de una manera muy similar a como nuestros ancestros lo hicieron hace decena de miles de años acá en la Tierra.
Esto tambión ayuda a responder incógnitas milenarias como «¿qué es la vida?». Como podemos apreciar con estas criaturas, la vida no es necesariamente algo «biológico», sino que trasciende la naturaleza obvia que experimentamos, llegando a un plano puramente computacional.
Es decir, aun nosotros no pensemos de nosotros mismos como máquinas (debido al estereotipo que tenemos de que una máquina es algo «sin alma», «mecánico», «tonto»), lo cierto es que lo somos, y eso lo sabemos desde el primer día que descubrimos el mecanismo de ADN dentro de todos nosotros.
La única diferencia entre esas máquinas y nosotros, es que nosotros tenemos (por ahora) una ventaja evolutiva de millones de años que nos ha facilitado adaptarnos a nuestro ambiente actual. Sin embargo, a diferencia de nosotros, estas máquinas que por ahora pueden ser calificadas como tontas, tienen la gran ventaja de que no tienen cerebros estáticos como los nuestros, y que su paso evolutivo depende de los componentes electrónicos que creamos, que ya sabemos desde la día cada de los 1960 que duplica su poder cada 1 a 2 años (a diferencia de los humanos que hemos cambiado muy poco en los últimos 10000 años).
Fuente: Eliax
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