En 2012, Emily Leproust intentaba recaudar dinero para poner en marcha Twist Bioscience, una empresa que pretendía sintetizar ADN de forma más rápida y barata de lo que permitían los métodos existentes. Pero muchos inversores estaban asustados por la percepción de que la biología sintética -la ingeniería de microorganismos para fabricar productos útiles como medicamentos, ingredientes alimentarios y materiales- no daría beneficios. «Fue una época de soledad«, recuerda Leproust.
Inversores
Tres años después, los peces gordos de Silicon Valley -inversores en tecnología con miles de millones de dólares a su disposición- se han aventurado por fin en el pequeño estanque de la biología sintética. En el pasado, la biotecnología convencional se vio ahuyentada por la arriesgada y costosa perspectiva del desarrollo de fármacos, pero ahora se ven atraídos por lo que consideran un enorme potencial de mercado de la biología sintética, la caída en picado de los costes operativos, la mejora de los modelos de negocio y el creciente énfasis en la informática.
«El conjunto de herramientas ha evolucionado con respecto a hace dos años; la biología sintética se está digitalizando y automatizando», afirma Nan Li, director de la empresa de inversiones Obvious Ventures de San Francisco (California). Li ha acuñado el término «biobiótica» para el estado actual de la biología sintética. «Vemos que esto se parece mucho más a un problema de datos y software, y podemos entenderlo y entusiasmarnos con ello».
Las herramientas de software y la robótica han reducido el coste de todas las partes del proceso, desde la creación de un «programa» genético hasta su inserción en un microbio y su comprobación en el laboratorio. Por ejemplo, la empresa emergente de biología sintética Zymergen, de Emeryville (California), utiliza el aprendizaje automático -algoritmos informáticos que evolucionan en respuesta a los datos- para guiar la ingeniería de hongos y bacterias que realizan procesos industriales de forma más eficiente. La empresa también depende en gran medida de la automatización robótica de sus laboratorios, lo que reduce la necesidad de pagar a trabajadores humanos.
Zymergen y Twist Bioscience forman parte de una clase global de empresas de biología sintética que han recaudado este año la cifra récord de 560,7 millones de dólares, incluidos 227 millones para empresas que utilizan la popularísima tecnología de edición genética CRISPR/Cas9, afirma John Cumbers, fundador del grupo industrial SynBioBeta (véase «Dinero para los microbios»). En total, 24 empresas de biología sintética de nueva creación han conseguido financiación en 2015, frente a menos de 6 en 2012.
Sistema biológico
Una estrategia fundamental para estudiar la función de las proteínas en un sistema biológico complejo consiste en hacerlas «aparecer» y «desaparecer» a voluntad, para luego analizar las consecuencias. La expresión condicional en eucariotas es relativamente fácil, pero la eliminación controlada y dirigida es difícil de conseguir. Para ello, Abby Dernburg, del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, y sus colegas transfirieron el sistema de percepción de auxinas de las plantas a nematodos vivos.
Los receptores de auxina, como el TIR1, conectan la percepción de la auxina con la vía de la ubiquitinación de proteínas. En presencia de auxina, TIR1 reconoce una secuencia de degradación (degron) en los reguladores transcripcionales Aux/IAA. Los eucariotas no vegetales no tienen un receptor de auxina, pero sí contienen la maquinaria de ubiquitinación. La introducción de una versión de alta afinidad de TIR1 de Arabidopsis thaliana y un pequeño degron de IAA17 en Caenorhabditis elegans provocó la degradación dependiente de auxina de varias proteínas del gusano.
El efecto es rápido, específico y, sobre todo, reversible. La estrategia funciona durante varias etapas de desarrollo, tanto para las proteínas citoplasmáticas como para las nucleares, y puede hacerse específica para cada tejido. La auxina, como inductor, es una pequeña molécula no tóxica que se difunde fácilmente a través de las membranas. El sistema da lugar a fenotipos más penetrantes que el ARNi y permite una sincronización precisa de la degradación, todo ello con mínimos efectos secundarios. Es probable que pronto veamos viales de auxina en los laboratorios de gusanos.