El Instituto de Biología Funcional y Genómica (IBFG, centro mixto de la Universidad de Salamanca y del CSIC) ha participado en el estudio internacional que ha diseñado por primera vez células funcionales con más de la mitad de su genoma sintético. Concretamente, es el genoma eucariota de la levadura Saccharomyces cerevisiae para la que su importante porcentaje de más del 50% de cromosomas 'artificiales' no le impide sobrevivir igual que las cepas silvestres.
Así, el grupo de investigación dirigido por Francisco Antequera ha sido miembro del consorcio científico del proyecto internacional 'S. cerevisiae 2.0 (Sc2.0)' [también conocido como Yeast Genome Proyect, proyecto del genoma de la levadura en inglés]. Los resultados de la iniciativa, recién publicados en la versión en línea de la reputada revista Cell, demuestran “no solamente que los genes son funcionales en un cromosoma sintético, sino que su organización nucleosomal es similar a la de los genes homólogos del tRNA en su contexto natural en el genoma”, destaca Antequera a Comunicación USAL.
La investigación que el equipo salmantino desarrolla en el IBFG está orientada al estudio de la organización del genoma eucariótico, según este teletipo de la Agencia DiCYT. En este sentido, para su colaboración específica en este gran proyecto ha sido fundamental el trabajo realizado por la científica del grupo Alicia García y su “análisis de la organización de los nucleosomas del neocromosoma en Saccharomyces cerevisiae”, subraya.
Neocromosoma y antecedentes
Al respecto, cabe destacar que, neocromosoma es el “primer cromosoma eucariótico enteramente artificial y representa un avance muy importante en el campo de la biología sintética”. En palabras del director, con él “se abre la posibilidad de construir cromosomas que incluyan gran cantidad de información como, por ejemplo, rutas biosintéticas nuevas para su uso en biotecnología”. Sin olvidar, además, que el proyecto Sc2.0 proporcionará información muy importante sobre la estructura, función y evolución de los genomas.
Saccharomyces cerevisiae es una levadura utilizada ampliamente en la industria agroalimentaria y biofarmaceútica, además de uno de los organismos eucarióticos con genética mejor conocida. El proyecto “S. cerevisiae 2.0 (Sc2.0)” comenzó en 2007 como un curso práctico para estudiantes en la Universidad John Hopkings, en Baltimore (EEUU), dirigido por Jef Boeke.
La idea inicial consistía en reemplazar algunos elementos que causan inestabilidad genómica, como transposones y genes del RNA de transferencia (tRNA), para generar cepas de levadura más estables. Los tRNAs son genes imprescindibles para la síntesis de proteínas. El proyecto fue creciendo en sus expectativas y a lo largo de los años se fueron incorporando universidades y centros de investigación de muchos países que se encargan de la síntesis de diferentes cromosomas del total de 16 que tiene S. cerevisiae.
Hasta la fecha se han construido cepas en la que seis cromosomas y medio han sido reemplazados por sus versiones sintéticas. En este contexto, un objetivo adicional de ese proyecto fue la construcción de un cromosoma nuevo, denominado neocromosoma, que incluye los 275 genes del RNA de transferencia (tRNA) del genoma que han sido eliminados de los 16 cromosomas sintéticos.
Referencia: Daniel Schindler, Alicia García, María Del Carmen Sánchez Olmos, Yu Zhao, Alba Ballerini, Eva Garcia-Ruiz, Francisco Antequera, Conrad A. Nieduszynski, Lars M Steinmetz, Jef D. Boeke 21, Yizhi Cai et al – 'Design, construction, and functional characterization of a tRNA neochromosome in yeast'. Revista Cell, 2023 | DOI: 10.1016/j.cell.2023.10.015.