Un 'sistema operativo' podría cambiar las funciones de las células

Diseñar sistemas operativos para computadoras que ejecuten simultáneamente diversas aplicaciones, manejen interacciones entre distintos tipos de hardware y respondan a una multitud de comandos de los usuarios, es sin duda difícil.

Ahora imagina diseñar un sistema operativo similar, pero no para una laptop o un smartphone, sino para algo más pequeño: una célula.

Esto es exactamente lo que un grupo de científicos de la Universidad de Nottingham, en Inglaterra, intentarán hacer como parte de un proyecto de investigación de cinco años con un costo de 1.58 millones de dólares que tiene el apropiado nombre de AudACiOus (audaz).

Si los investigadores tienen éxito, sería un gran avance para la biología sintética, un campo interdisciplinario relativamente nuevo y algo controversial.

Esta disciplina combina la biología, la química, la física, las ciencias computacionales y la ingeniería para programar los componentes genéticos de una célula para que desempeñe nuevas funciones biológicas (como las bacterias que podrían producir biocombustibles o vacunas).

Los investigadores dicen que el proyecto podría conducir a la creación de nuevas formas de vida celular que podrían hacer cualquier cosa, desde limpiar los contaminantes en el ambiente hasta detectar y combatir a los virus antes de que entren en el cuerpo humano.

"Tendría un enorme impacto en muchas de los cuestiones clave que enfrenta la humanidad en este momento", dice Natalio Krasnogor, profesor de ciencias computacionales en la Universidad de Nottingham y quien dirige el proyecto AudACiOus. "Esto incluye asilar el carbono, la biorremediación (regresar un ambiente contaminado a su condición natural) atención médica personalizada, energía sustentable".

Ya se alcanzaron logros notables en el campo. El año pasado, Jay Keasling, profesor de bioingeniería de la Universidad de California, Berkley, publicó un artículo en la revista Nature  donde describe cómo su laboratorio modificó la E.coli para producir combustible diesel. Sin embargo, manipular las partes de una célula todavía es un trabajo muy laborioso y costoso, de acuerdo con Krasnogor.

"Por cada aplicación que tienes en mente, debes empezar desde cero, y debes iniciar todo el diseño de las raíces biológicas desde la nada", dice. "La analogía con la industria de la computación podría ser que cada vez que escribes un programa computacional debes escribir todo el sistema operativo".

Por eso, Krasnogor espera que su equipo pueda crear una línea de células que ejecuten un "sistema operativo celular" genérico que se podría reprogramar con diferentes aplicaciones. En otras palabras, podría ser similar a las computadoras que funcionan con un sistema operativo que se puede ajustar con diferente software para satisfacer las necesidades de sus usuarios.

Dice que su objetivo es construir una interfaz biológica entre los componentes mínimos que necesita una célula para permanecer con vida y otros que se pueden programar para realizar labores específicas. En esencia, sería como identificar los componentes mínimos de hardware requeridos para que una computadora se encienda, así como los circuitos que permitan que la programación del hardware para realizar tareas nuevas.

"Si cambiamos el sistema operativo, entonces será más fácil realizar cualquier modificación que queramos", dice Krasnogor. "En realidad no hay garantía de que tengamos éxito. Este es un proyecto muy rentable y de alto riesgo".

Algunos científicos que no participan en el proyecto están de acuerdo en que será difícil. J. Christopher Anderson, biólogo sintético de la Universidad de California, Berkley, dice que mejor esperará para opinar sobre el proyecto.

"Por mucho que me encantaría ver que alguien encuentra la teoría o la práctica que simplifique la ingeniería genética, soy escéptico con respecto a cualquier esfuerzo técnico que pueda proporcionar esa simplificación", dice.

"Es difícil imaginar que habrá algo que sea verdaderamente revolucionario. Existen tantas complicaciones en juego, tantas piezas pequeñas que se deben encontrar y reunir", agrega.

"Hay huecos teóricos. Faltan herramientas. Hay muchos cuellos de botella. Pero podría (contribuir) por ser una pieza importante y difícil del rompecabezas".