BIOLOGÍA SINTÉTICA: UN LABORATORIO EN LA MACETA

Las plantas pronto podrían convertirse en fábricas de nuevos compuestos. Gracias a la biología sintética, científicos del Joint BioEnergy Institute otorgan a las plantas la capacidad de crear moléculas nunca antes vistas en la naturaleza.

Es sabido que las plantas pueden producir una amplia gama de moléculas, muchas de las
cuales las ayudan a combatir plagas y patógenos dañinos.

De hecho, gran parte de los principios activos que actúan en los medicamentos, responsables últimos de la acción farmacológica de estos, proceden o fueron descubiertos por primera vez en las plantas. Así los seres humanos han aprovechado esta capacidad de las plantas para producir moléculas importantes para la salud desde hace mucho tiempo.

Como ejemplo podemos nombrar el ácido acetilsalicílico, cuyo precursor, la salicina, procede de la corteza de varias especies de sauce -Salix spp-. Sustancias como la morfina y la codeína, son procedentes de la adormidera o amapola real -Papaver somniferum- o la artemisinina, un fármaco antipalúdico lo es de Artemisia annua, también conocida comúnmente como ajenjo chino. "Es una demostración de cómo podemos comenzar a rediseñar el metabolismo de las plantas para crear moléculas de interés para una gran variedad de aplicaciones".


No obstante, y lejos de los compuestos que las plantas pueden sintetizar de manera natural,
ahora un equipo de científicos del Joint BioEnergy Institute -JBEI- se han valido de la biología sintética - una disciplina cuyo objetivo es el diseño de sistemas biológicos que no existen en la naturaleza - para dar a las plantas la capacidad de crear moléculas nunca antes en el mundo natural.

Los resultados de la investigación dirigida por Patrick Shih, director de Plant Biosystems Design en JBEI, y Beth Sattely de la Universidad de Stanford, se publica esta semana en la revista ACS Publications bajo el título Engineering Plant Synthetic Pathways for the Biosynthesis of Novel Antifungals. En la misma se describe el éxito en el intercambio de enzimas entre plantas para diseñar nuevas rutas metabólicas sintéticas. Estas nuevas rutas dieron a las plantas la capacidad de crear nuevas clases de compuestos químicos, algunos de los cuales tienen propiedades mejoradas.

Creación de compuestos fungicidas

En este caso los científicos se valieron de plantas del género Brassica y emplearon las rutas metabólicas con las que estas plantas producen un antifúngico natural, la brassinina, para sintetizar una nueva clase de compuestos más potentes que el primero llamados crucifaxelinas, y que en ocasiones han demostrado ser comparable a los fungicidas actuales de uso comercial.

"Esta es una demostración de cómo podemos comenzar a rediseñar el metabolismo de las plantas para crear moléculas de interés para una gran variedad de aplicaciones", explica Shih.

La ingeniería botánica para fabricar nuevas moléculas por sí mismas proporciona una
plataforma sostenible para producir una amplia gama de compuestos. El compuesto que los
investigadores crearon es comparable en efectividad a los pesticidas usados comercialmente en la actualidad, no obstante, otros de nueva generación en el futuro podrían contar con una amplia gama de nuevas propiedades.

El objetivo a largo plazo es diseñar plantas para que sean biofactorías de moléculas como
estas, evitando la necesidad de rociar pesticidas externamente o sintetizar moléculas
terapéuticas en un laboratorio. "Esa es nuestra gran motivación"; añade Shih. "Queremos
ampliar los límites del metabolismo de las plantas para producir compuestos que nunca antes habíamos visto", concluye.

Fuente: National Geographic