Diseñan por primera vez un circuito igual al de una célula

Dios no juega a los dados", afirmó Einstein para explicar que el azar no interviene en la naturaleza. Sin embargo, el investigador Jordi García Ojalvo, del Campus de la UPC en Terrassa, ha demostrado que esto no es así en lo que se refiere a los organismos vivos, gracias a un experimento que la revista científica de referencia internacional Cell, de periodicidad semanal, publica el 30 de octubre en portada. El experimento consigue, por primera vez en el mundo, que un circuito genético sintético funcione igual que uno natural en una célula viva.

¿Por qué los seres vivos eligen una determinada manera de funcionar y no otra? ¿Por qué las células basan su funcionamiento en determinados circuitos genéticos y no en otros? Responder a estas preguntas es una de las cuestiones capitales de la ciencia actual, porque del hecho de conocer las respuestas depende que se pueda entender cómo funcionan los seres vivos y cómo los desajustes celulares dan lugar a todo tipo de enfermedades, desde las enfermedades autoinmunes hasta el cáncer. El investigador Jordi García Ojalvo, del Departamento de Física e Ingeniería Nuclear del Campus de la UPC en Terrassa, se ha enfrentado a estas cuestiones diseñando un circuito genético sintético que funciona, por primera vez en el mundo, de forma exactamente igual que un circuito natural in vivo. Estas investigaciones le han permitido asimismo comparar ambos circuitos

A partir de este experimento el investigador ha podido observar, en colaboración con científicos estadounidenses, que el azar desempeña un papel muy importante para los seres vivos. Según el estudio de García Ojalvo, que la revista semanal científica de referencia Cell publica el 30 de octubre en portada, las células se basan en el azar para ganar la partida de la evolución, sobrevivir y adaptarse a la incertidumbre del ambiente en el que viven. "Los seres vivos sí que juegan a los dados, y, además, ganan", dice García Ojalvo.

"A menudo las células no saben cuándo podrán encontrar nutrientes para seguir viviendo y ejerciendo su función. Como su futuro es imprevisible, actúan utilizando el azar como la herramienta más eficaz para sobrevivir. Por ello, algunos circuitos genéticos están diseñados para comportarse al azar", concluye García Ojalvo.

El investigador del Campus de la UPC en Terrassa ha llegado a esta importante conclusión después de diseñar un circuito genético sintético que, por primera vez en el mundo, hace las mismas funciones que el circuito natural de una célula viva. El circuito sintético, diseñado por García Ojalvo a partir de modelos matemáticos e introducido en la bacteria Bacillus subtilis, se comporta de forma más predecible que el natural, pero, en cambio, funciona de manera menos eficiente que este último a la hora de conseguir nutrientes alternativos en ambientes inciertos (estos nutrientes alternativos son trozos de ADN que la bacteria se puede encontrar en el medio extracelular).

La búsqueda de Jordi García Ojalvo se ha llevado a cabo con la participación de los investigadores Gurol Suel, del Centro Médico Southwestern, en Dallas, y de Michael Elowitz, del Instituto Tecnológico de California, en Pasadena (Estados Unidos).