Recientemente he visto que se usa el término biología sintética para describir la investigación que implica la modificación genética de organismos. ¿Cuál es la diferencia entre biología sintética e ingeniería genética ?
¿Es solo un término nuevo para lo mismo o es algo diferente? ¿Alguno de los dos términos abarca al otro?
Tengo entendido que la biología sintética es ingeniería genética 2.0. La diferencia está en el enfoque. Mientras que los proyectos de ingeniería genética suelen ser ad hoc, la biología sintética tiene como objetivo aplicar principios de ingeniería adecuados, como la estandarización, la modularización y la reutilización. Los biólogos sintéticos crean y utilizan bibliotecas de piezas estándar que están caracterizadas, para que puedan reutilizarse fácilmente en proyectos. Una parte puede ser un gen, un terminador, un promotor, etc.
La biología sintética también tiene mayores ambiciones. La atención se centra en la creación de sistemas/circuitos completos de regulación genética. Esto significa que existe la necesidad de modelado computacional y comprensión de cómo funcionan los sistemas biológicos. En este aspecto, la biología sintética es hermana de la biología de sistemas, un poco como la química sintética (ingeniería) es hermana de la química (ciencia).
Por supuesto, podría argumentar que es solo una estratagema de marketing para inventar un nuevo nombre para algo que es solo el siguiente paso en la ingeniería genética, pero las diferencias en el enfoque son bastante grandes y un nuevo nombre lo significa.
Con respecto al ADN sintetizado vs. PCRed: Realmente no importa cuál use en biología sintética. Sin embargo, la síntesis barata es una de las tecnologías que permiten una biología sintética más sencilla. La idea para el futuro es que podrá sintetizar plásmidos y cromosomas completos en lugar de tener que "cortar y pegar" el ADN. Cuando eso suceda, los depósitos de piezas físicas quedarán obsoletos, pero seguirán siendo cruciales in silico . La síntesis barata es buena, pero no hace ni frena la biología sintética.
Me parece que la diferencia es principalmente semántica, aunque los objetivos de la biología sintética son sin duda más ambiciosos que los de la ingeniería genética en, digamos, los años 80 y 90.
La página de Wikipedia sobre ingeniería genética tiene esta definición de la diferencia:
La biología sintética es una disciplina emergente que lleva la ingeniería genética un paso más allá al introducir material genético sintetizado artificialmente a partir de materias primas en un organismo.
Debo decir que para mí esto realmente no resiste un escrutinio minucioso. Para dar solo un ejemplo de mi propia experiencia: durante mucho tiempo, los genetistas de levadura han utilizado PCR para producir ADN para la interrupción de genes específicos. Me parece que esto se ajusta a la definición de la cita: los cebadores se fabricaron químicamente y el producto de PCR se fabricó in vitro utilizando dNTP como materia prima. (Es cierto que la plantilla de ADN se produciría normalmente in vivo). Pero no creo que alguna vez hayamos pensado que estábamos haciendo biología sintética.
¿ Quizás el término biología sintética tenía la intención de anunciar un nuevo enfoque que sería más financiable?
Espero leer las respuestas a esta respuesta bastante cínica :)
Parecen ser prácticamente iguales, a excepción de los goles. La ingeniería genética es la modificación directa de los genes de un organismo que resulta en la adición o eliminación de capacidades. La biología sintética tiene como objetivo modificar los comportamientos de un organismo o integrar los comportamientos de múltiples organismos en un todo singular.
Como se explica en Andrianantoandro E, Basu S, Karig DK, Weiss R . 2006. Biología sintética: nuevas reglas de ingeniería para una disciplina emergente. Biología de sistemas moleculares 2: 2006.0028 :
Una analogía útil para conceptualizar tanto el objetivo como los métodos de la biología sintética es la jerarquía de la ingeniería informática ( Figura 1). Dentro de la jerarquía, cada parte constituyente está incrustada en un sistema más complejo que proporciona su contexto. El diseño del nuevo comportamiento se produce teniendo en cuenta la parte superior de la jerarquía, pero se implementa de abajo hacia arriba. En la parte inferior de la jerarquía están el ADN, el ARN, las proteínas y los metabolitos (incluidos los lípidos y los carbohidratos, los aminoácidos y los nucleótidos), de forma análoga a la capa física de transistores, condensadores y resistencias en la ingeniería informática. La siguiente capa, la capa del dispositivo, comprende reacciones bioquímicas que regulan el flujo de información y manipulan procesos físicos, equivalentes a puertas lógicas diseñadas que realizan cálculos en una computadora. En la capa del módulo, el biólogo sintético utiliza una biblioteca diversa de dispositivos biológicos para ensamblar vías complejas que funcionan como circuitos integrados.La conexión de estos módulos entre sí y su integración en las células huésped permite al biólogo sintético ampliar o modificar el comportamiento de las células de forma programática.
En ingeniería genética usamos y manipulamos elementos genéticos naturales, pero en biología sintética creamos nuevos elementos genéticos y redes.
En general:
ingeniería genética = cortar y pegar ADN existente extraído de organismos
biología sintética = sintetizar químicamente ADN desde cero, que se utiliza para crear nuevos genes y construcciones desde cero. Las secuencias sintéticas pueden no existir o pueden existir en la naturaleza.
No soy un gran fanático de las definiciones y la terminología en biología molecular, porque la biología no es física, y las cosas que podríamos describir y definir cambian, al igual que nuestra comprensión de ellas. Sin embargo, como esta pregunta ha vuelto a surgir después de varios años, podría valer la pena dar un ejemplo más reciente de biología sintética, en lugar de simplemente definirla. De esa manera el lector puede hacerse una idea de lo que se trata.
Yo diría que:
La biología sintética es un tipo particular de ingeniería genética.
Definiciones
Encyclopedia Britannica da una definición razonable de ingeniería genética :
La manipulación, modificación y recombinación artificial de ADN u otras moléculas de ácido nucleico para modificar un organismo o población de organismos.
Entonces, esto podría incluir hacer un cambio de una sola base para inactivar un gen o introducir y expresar el gen de la insulina humana en, por ejemplo, la levadura.
Las definiciones de biología sintética son más retorcidas, por ejemplo, la de la Royal Society
La biología sintética es un área emergente de investigación que puede describirse en términos generales como el diseño y la construcción de nuevas vías, organismos o dispositivos biológicos artificiales, o el rediseño de los sistemas biológicos naturales existentes.
Ejemplo
Entonces, ¿por qué la expresión de insulina en la levadura no se considera biología sintética? Básicamente porque carece de la complejidad de un sistema completamente novedoso. Considere la siguiente descripción de un biosensor de arsénico diseñado para analizar el arsénico en el agua potable:
“Chris French, de la Universidad de Edimburgo, dirigió un equipo que convirtió la bacteria E. coli en un sensor de arsénico al reconfigurar dos genes. Un gen detecta el arsénico y activa los genes para bombearlo fuera de la célula; el otro permite que las bacterias digieran el azúcar lactosa, produciendo ácido láctico. El recableado implica poner el gen para digerir la lactosa bajo el control del sensor de arsénico. Cuando se detecta arsénico, se activa el gen que digiere la lactosa. El ácido láctico que produce hace que el agua sea más ácida, lo que se puede detectar usando un indicador de pH económico: si la lectura es azul, el agua es segura; amarillo significa que es peligroso.
Así que han diseñado un sistema completamente nuevo con dos genes diferentes, que han sido modificados y su regulación coordinada ("reconectada" en el artículo) de una manera original. Y hay una tendencia a incorporar parte de la complejidad en módulos que pueden ser reutilizados por otros, lo que permite construir sistemas aún más complejos y sofisticados.
Se podría decir que la diferencia con la expresión de insulina en la levadura es solo una cuestión de grado, pero aquí el problema está realmente en los detalles.
Lucas
Verde