Logran reprogramar bacterias para degradar plásticos sin introducir genes foráneos

Un equipo multidisciplinario del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Barcelona Supercomputing Center (BSC-CNS) ha desarrollado una técnica pionera que permite reprogramar funciones genéticas en bacterias sin necesidad de insertar material genético externo, como ocurre en la mayoría de los procesos biotecnológicos actuales. La estrategia, bautizada como GenRewire, representa un cambio de paradigma en ingeniería genética, al permitir que las proteínas nativas del genoma bacteriano adopten nuevas funciones mediante reprogramación computacional, sin comprometer el equilibrio biológico de la célula. 

Reprogramación de bacterias desde adentro: cómo funciona GenRewire

Tradicionalmente, la biotecnología ha recurrido a la introducción de genes exógenos —a menudo mediante plásmidos— para dotar a las bacterias de capacidades útiles, como la producción de compuestos industriales o la degradación de contaminantes. GenRewire propone una alternativa radical: modificar computacionalmente las proteínas ya presentes en el genoma, sin alterar su estructura básica ni añadir elementos externos. Según el investigador Manuel Ferrer (ICP-CSIC), coordinador del estudio, “si las proteínas nativas pueden rediseñarse para realizar nuevas tareas, no es necesario alterar el equilibrio genético con ADN foráneo”.

Bacterias que degradan plástico sin alterar su naturaleza 

Para validar esta tecnología, los científicos aplicaron GenRewire a la bacteria Escherichia coli, logrando que degradara nanoplásticos de PET (Polietileno Tereftalato), presentes en envases y textiles. Este resultado se obtuvo mediante la reprogramación de dos proteínas nativas, sin introducir genes externos. El investigador Víctor Guallar (BSC) destaca que el enfoque combina inteligencia artificial, supercomputación y edición genética precisa, permitiendo que las proteínas modificadas reemplacen a las originales sin afectar la estabilidad celular. 

Inteligencia artificial y supercomputación al servicio de la biología

El proceso comienza con el análisis computacional del genoma bacteriano, identificando proteínas susceptibles de modificación. Luego, mediante algoritmos estructurales y simulaciones mecánicas, se rediseñan para cumplir funciones específicas. “En solo tres o cuatro semanas, logramos reprogramar la bacteria virtual gracias al poder del supercomputador MareNostrum 5 y los avances en IA estructural”, explica Joan Giménez (BSC), uno de los autores principales. 

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Ventajas frente a la ingeniería genética clásica

A diferencia de los métodos tradicionales, GenRewire evita problemas de crecimiento celular, inestabilidad genética y rechazo inmunológico, al no introducir ADN ajeno. Las investigadoras Paula Vidal y Laura Fernández (CSIC) subrayan que “es posible rediseñar bacterias desde dentro, respetando su naturaleza biológica”. Además, el método podría aplicarse a otros organismos, incluidos cultivos agrícolas y células humanas, abriendo nuevas posibilidades en biotecnología médica, bioeconomía circular y edición genética ética. Al prescindir de genes externos, se reducen las barreras legales y sociales que suelen acompañar a la modificación genética convencional. 

Una herramienta clave para la biotecnología del futuro

GenRewire no solo complementa la ingeniería metabólica clásica, sino que la supera en términos de precisión, sostenibilidad y aceptación social. Este avance posiciona a la biotecnología computacional como una herramienta estratégica para el desarrollo de soluciones genéticas responsables, capaces de reprogramar organismos sin alterar su esencia.

Fuente: Noticias Ambientales.