Biología sintética

La biología sintética es un nuevo campo de investigación que combina ciencia e ingeniería. Su objetivo es el diseño y construcción de sistemas biológicos. Existen cuatro ramas de investigación, que representan las diferentes aproximaciones que toman los investigadores dependiendo de su área de procedencia.

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Biología

El principal interés de los biólogos es aprender más acerca del funcionamiento interno de los seres vivos. Una de las mejoras formas de comprobar si una teoría o modelo es correcto es construir una instancia del ser bajo estudio y comprobar su correcto funcionamiento. Si el ser vive y funciona igual que su versión natural, se puede afirmar que el modelo es correcto. Sin embargo, si el ser muere o presenta un funcionamiento defectuoso se puede afirmar que el modelo es incorrecto o incompleto. Estudiando la diferencia entre el funcionamiento del ser natural y el artificial se puede refinar el modelo. El represilador de Michael Elowitz es un buen ejemplo de tal aproximación a la biología sintética.

Se ha utilizado una amplia variedad de aparatos matemáticos en la construcción de los modelos, incluyendo teoría de grafos, redes booleanas, ecuaciones diferenciales, ecuaciones diferenciales estocásticas y master equations. El trabajo de Adam Arkin y Alexander van Oudenaarden es muy relevante en esta área.

Química

Los sistemas biológicos son sistemas físicos que contienen componentes químicos. Durante el siglo XX la química pasó del estudio de las reacciones que se dan en la naturaleza al diseño de nuevos compuestos, dando lugar a la química sintética. En la misma línea, algunos aspectos de la biología sintética pueden ser considerados una aplicación de la química sintética a la biología. Los trabajos de Eric Kool en Stanford, Steven Benner en Florida, Carlos Bustamante en Berkeley y Jack Szostak en Harvard son los mejores ejemplos de esta aproximación.

Ingeniería

Los ingenieros ven la biología como un campo más de la tecnología. Sus objetivos son el diseño y construcción de sistemas que manipulen elementos químicos, fabriquen materiales, produzcan energía, etc. En la actualidad se está haciendo un gran esfuerzo en el desarrollo de herramientas CAD que faciliten y abaraten el diseño de sistemas biológicos. Los trabajos de Tim Gardner y Jim Collins, el concurso iGEM y el Registry of Standard Biological Parts representan una buena selección de trabajos utilizando tal aproximación.

Informática

Drew Endy ha aplicado con éxito a ciertos sistemas biológicos, como el bacteriófago T7, una técnica informática conocida como refactorización. La idea consiste en reescribir el ADN del ser bajo estudio eliminando el ADN basura y evitando el solapamiento. De esta manera se consiguen sistemas biológicos fácilmente comprensibles por los humanos y, por consiguiente, fácilmente modificables. Otro campo de investigación fuertemente influenciado por la informática es el diseño y construcción de sistemas biológicos capaces de procesar información.

Seguridad y ética

Las nuevas opciones de la biología sintética traen también nuevas cuestiones de ética y de seguridad. Una nueva tecnología con la meta de "crear vida", o por lo menos re-programar organismos vivos, puede causar también nuevos retos éticas. La bioseguridad es otro tema que se tiene tener en cuenta. Se distingue entre implicaciones sin intención (por ejemplo un accidente en un laboratorio, en inglés "biosafety"), y el uso de la tecnología con mala intención (por ejemplo la creación de nuevos tipos de virus, en ingles: "biosecurity"). En Europa el proyecto SYNBIOSAFE está investigando las posibles implicaciones éticas y de seguridad.

Véase también

• Mycoplasma laboratorium

Enlaces externos

• Página del grupo español de Biología Sintética, participante del concurso iGEM organizado por el M.I.T. Contiene gran cantidad de información sobre la biología sintética, el iGEM y sus proyectos, de este año y anteriores.
• Patenting life, by Margaret Somerville (en inglés)

Multimedia

• Entrevistas de video con expertos y ONGs (en inglés)