Generalmente cualquier proceso evolutivo suele tomar miles de años en ocurrir. Sin duda, nada sucede de la noche a la mañana. Para que el hombre llegara a donde está ahora han tenido que pasar muchos millones años, sin embargo, esto parece estar cambiando de manera drástica.
Recientemente Frances Arnold de Caltech ganó el premio nobel de la química por su método de creación de enzimas personalizadas para biocombustibles, detergentes ecológicos y otros productos. Y por otro lado, Gregory Winter y George Smith por el desarrollo de una técnica denominada “exhibición de fagos”. Estamos hablando en síntesis, de crear nuevas proteínas.
Aceleran la evolución para crear nuevas proteínas
Hablar de controlar o manipular la propia evolución es algo delirante. Sin embargo, intentemos entender un poco más estos grandes avances científicos.
¿En qué consiste el trabajo de Frances Arnold de Caltech?
Su trabajo tiene que ver con la creación de enzimas pero estas enzimas no se generan por si solas. En los 90 Arnold buscaba producir una enzima que fuera capaz de descomponer una proteína de leche denominada caseína y transformarla en un líquido orgánico en lugar de agua. Pudo hacerlo manualmente esculpiendo los componentes químicos de esa enzima. Sin embargo, optó por un enfoque más directo.
Arnold entendió que las moléculas más asombrosas de la naturaleza no fueron creadas por químicos sino por la misma biología. Por tanto, decidió usar métodos básicos de evolución natural.
Primeramente, copio varias veces la enzima original en donde cada copia poseía un conjunto de mutaciones genéticas diferentes. Posteriormente, colocó los genes para esas enzimas dentro de distintas bacterias.
Estas bacterias produjeron a su vez muchas copias de cada variante de la enzima y luego de esto Arnold solo tuvo que escoger la versión de la enzima que hizo el mejor trabajo para descomponer la caseína en un solvente orgánico. Por último, solo repitió el proceso de mutación comenzando por esa enzima.
Selección “natural”
Más tarde, después de haber generado varios genes mutantes y de elegir a las mejores enzimas las puso a competir entre ellas para determinar cuál era la más eficiente. A esta técnica de adaptación de enzima se le denominó “evolución dirigida” la cual le permite a los científicos ajustar las proteínas a su antojo de la misma manera cómo la hace la naturaleza pero miles de veces más rápido.
Gracias a esto, los investigadores ahora pueden crear nuevas enzimas que aceleran las reacciones químicas para crear nuevos medicamentos y biocombustibles. Además,
Arnold también ha utilizado la evolución dirigida para crear enzimas que ayudan a formar conexiones químicas que no se encuentran en la naturaleza, como por ejemplo los enlaces entre los átomos de carbono y silicio.
¿En qué consiste el trabajo de Gregory Winter y George Smith?
Se trata de un procedimiento de creación de moléculas denominado visualización de fagos creado por George Smith. La herramienta principal para este proceso es un tipo de virus conocido como bacteriófago, un simple microbio hecho de material genético incluido en un paquete de proteínas. El trabajo de Smith era simplemente crear y codificar a su gusto cualquier cantidad de proteínas.
Sin embargo, Greg Winter llegó un poco más lejos. Winter insertó diversos genes de anticuerpos en fagos y luego los combino con estas proteínas y descubrió que los anticuerpos podían adherirse a los virus y a las bacterias ordenándole a las células a destruir cualquier entre que desee entrar.
Gracias a este descubrimiento se podría comenzar a crear tratamientos más eficaces para muchas enfermedades, como por ejemplo, el cáncer y otras enfermedades autoinmunes.