Un organismo semisintético con un alfabeto genético expandido

Área de la Ciencia:

• Biología sintética Biología sintética.
• Genética La genética.
• Biología molecular La biología molecular.

Sus antecedentes:

• Los organismos usan un alfabeto genético de dos pares de bases (A-T, G-C).
• Los pares de bases antinaturales (UBPs) se han creado in vitro, pero la integración celular sigue siendo un desafío.
• La expansión del alfabeto genético requiere la captación celular de nucleósidos trifosfatos no naturales y una replicación fiel.

Objetivo del estudio:

• Diseñar una bacteria capaz de propagarse de forma estable con un alfabeto genético expandido.
• Demostrar la importación y utilización de trifosfatos no naturales por la maquinaria celular endógena.
• Para evaluar la estabilidad y el impacto biológico de un par de bases no naturales dentro de un organismo vivo.

Principales métodos:

• Se desarrollaron pares de bases no naturales (UBP) a partir de nucleobases hidrofóbicas, ejemplificadas por d5SICS-dNaM.
• Escherichia coli modificado para expresar un transportador de trifosfato de nucleótido de algas para la importación de d5SICSTP y dNaMTP.
• Se utilizó una maquinaria de replicación endógena para replicar un plásmido que contenía el d5SICS-dNaM UBP.

Principales resultados:

• Se logró una importación eficiente de d5SICSTP y dNaMTP en E. coli.
• Las polimerasas endógenas replicaron con precisión el ADN del plásmido que contiene el d5SICS-dNaM UBP.
• No se observó una carga de crecimiento significativa, y la UBP no fue extirpada de manera eficiente por las vías de reparación del ADN.

Conclusiones:

• Creó con éxito el primer organismo en propagarse de forma estable con un alfabeto genético expandido.
• Demostró la viabilidad del uso de pares de bases antinaturales en un sistema bacteriano vivo.
• Este trabajo abre caminos para el desarrollo de nuevas funciones y aplicaciones biológicas.