Un equipo de científicos dirigido por la Universidad de Southampton ha demostrado un método nuevo e innovador de síntesis de genes, una herramienta de investigación vital con aplicaciones en el mundo real en todo, desde el crecimiento de órganos trasplantables hasta el desarrollo de tratamientos para el cáncer.

Los métodos actuales para sintetizar genes hacen un uso extensivo de enzimas (catalizadores biológicos naturales) para conectar hebras cortas de ADN para formar las hebras más grandes que componen los genes.

Estos métodos se han utilizado para ensamblar hebras de ADN muy largas, como el genoma de un organismo (su conjunto completo de genes), pero están limitados debido a su dependencia de las enzimas. Una de las principales deficiencias es que no permiten la incorporación en sitios específicos del ADN de información epigenética, una capa secundaria de información genética que controla la expresión (el "encendido" o "apagado") de los genes en las células.

La información epigenética juega un papel importante en varios procesos biológicos, incluyendo enfermedades como el cáncer, lo que significa que el acceso a genes modificados epigenéticamente es crucial para una mejor comprensión de la enfermedad y sus posibles tratamientos.

En un estudio publicado hoy [lunes 11 de septiembre] en la revista Química de la naturaleza , científicos de la Universidad de Southampton, en colaboración con socios de la Universidad de Oxford y ATDBio (una empresa de síntesis de ADN con sede en Southampton y Oxford), demostrar un método puramente químico para el ensamblaje de genes que supera las limitaciones de los métodos existentes.

El nuevo enfoque se basa en una reacción química rápida y eficiente (la reacción de cicloadición de alquino-azida catalizada por cobre) conocida como química de clic para unir múltiples fragmentos de ADN modificados en un gen (un proceso llamado ligadura de ADN por clic).

El ADN de enlace de clic crea 'cicatrices' en la columna vertebral del ADN, pero el trabajo anterior del equipo ha demostrado que la función de la cadena de ADN resultante en bacterias y células humanas no se ve afectada.

Ali Tavassoli, Catedrático de Biología Química en la Universidad de Southampton, quien dirigió el estudio, dijo:"Nuestro enfoque es un avance significativo en la síntesis de genes. No solo hemos demostrado el ensamblaje de un gen mediante la química del clic, También hemos demostrado que la hebra de ADN resultante es completamente funcional en bacterias, a pesar de las cicatrices que se forman al unir fragmentos.

"La síntesis del genoma desempeñará un papel cada vez más importante en la investigación científica. Creemos que nuestro enfoque puramente químico tiene el potencial de acelerar significativamente los esfuerzos en esta área de vital importancia". y, en última instancia, conducir a una mejor comprensión de los sistemas biológicos ".

El enfoque químico también significa que la síntesis de grandes cadenas de ADN podría acelerarse en gran medida y permitir la producción de mayores cantidades de un solo gen. También podría permitir que el proceso se automatice, potencialmente reduciendo el tiempo y el costo involucrados.

El coautor del estudio, el profesor Tom Brown, de la Universidad de Oxford, quien también es profesor invitado en la Universidad de Southampton, comentó:"La síntesis de genes modificados químicamente, que hemos logrado mediante un enfoque radicalmente nuevo, será cada vez más importante a medida que se aclaren los efectos del ADN modificado epigenéticamente sobre la expresión génica.

"Comenzamos el trabajo de apoyo en la ligadura de clic hace más de 10 años, por lo que es muy satisfactorio estar ahora en la etapa en la que podemos demostrar este nuevo enfoque viable y altamente eficaz para la síntesis de genes ".