Biología sintética
Rediseñe la biología para resolver algunos de los problemas más urgentes del momento en el mundo.
¿Qué es la biología sintética?
La biología sintética es un término general que hace referencia a la manipulación de las vías metabólicas para conseguir que los microorganismos produzcan proteínas de forma altamente predecible mediante el uso de principios de ingeniería, como el enfoque diseñar-construir-probar-aprender (Design-Build-Test-Learn, DBTL). Unas veces se modifican genes individuales y otras se editan las características deseadas en el genoma completo.
La biología sintética es un campo interdisciplinar que combina principios de biología, ingeniería e informática para diseñar y construir partes biológicas, dispositivos y sistemas con funciones o capacidades nuevas. Tiene el potencial de influir en aplicaciones académicas e industriales, incluida la creación de nuevos tratamientos y vacunas, fitología y biocombustibles. A menudo, la atención se centra en generar, caracterizar y aislar partes de sistemas biológicos naturales antes de utilizarlos como componentes de una vía biológica diseñada.
Beneficios de la biología sintética
El concepto de economía de origen biológico es importante para la visión de un futuro sostenible impulsado por la biología sintética. Esta economía se basa en recursos biológicos renovables para producir alimentos, materiales y energía, reduciendo la dependencia de combustibles fósiles y minimizando el impacto medioambiental. Al transformar la manera en que producimos y utilizamos los recursos, la biología sintética tiene el potencial para generar economías más sostenibles y con mayor capacidad de adaptación.
La biología sintética representa una estrategia transformadora para resolver algunos de los desafíos más urgentes del mundo actual. Al aprovechar los principios de la ingeniería genética y la biología, este campo ofrece soluciones innovadoras que pueden impulsar el progreso en atención sanitaria, producción de alimentos y sostenibilidad medioambiental.
¿Para qué se utiliza la biología sintética?
La esencia de la biología sintética reside en su capacidad para diseñar la vida al nivel más fundamental, permitiéndonos reinventar y recrear sistemas biológicos con una precisión y un propósito sin precedentes. Desde el rápido desarrollo de vacunas capaces de detener pandemias hasta la creación de carne cultivada que reduce el impacto medioambiental de la agricultura tradicional, la biología sintética está revolucionando la forma en que se abordan los problemas y se desarrollan soluciones.
Para conocer más a fondo los últimos avances y aplicaciones de la edición genética CRISPR-Cas9 en la investigación y el tratamiento de enfermedades, lea el blog y escuche el último episodio del podcast “Drug Target Review” (Revisión de dianas farmacológicas) de Molecular Devices, con la participación del Dr. Pietro De Angeli del Instituto de Investigación Oftálmica del Hospital Universitario de Tubinga y el Dr. Maarten del Centro Princesa Máxima.
Atención sanitaria:
La biología sintética está revolucionando la atención sanitaria al permitir el desarrollo de nuevas terapias y vacunas. Por ejemplo, pueden utilizarse bacterias y virus modificados mediante ingeniería genética para administrar genes terapéuticos a los pacientes, al tiempo que se utilizan técnicas de biología sintética para producir fármacos biológicos complejos de forma más eficiente.
Además de las vacunas, la biología sintética también se está utilizando en el desarrollo de nuevos tratamientos para trastornos genéticos. Por ejemplo, se ha demostrado que la tecnología CRISPR-Cas9 es prometedora para la corrección de mutaciones genéticas que causan enfermedades como la anemia drepanocítica y la fibrosis quística. Mediante una edición precisa del ADN de las células afectadas, los investigadores pueden curar potencialmente estas enfermedades en su raíz genética. Esto no solo mejora la calidad de vida de las personas afectadas por estas enfermedades sino que también reduce los costes sanitarios a largo plazo asociados con el tratamiento de las enfermedades crónicas.
Producción sostenible de alimentos:
Mediante el diseño de microorganismos para la producción de ingredientes alimentarios, la biología sintética puede ayudar a abordar la escasez de alimentos y reducir el impacto medioambiental de la agricultura tradicional. La carne cultivada, producida mediante el crecimiento de células animales en un laboratorio, es una aplicación prometedora que podría disminuir significativamente la necesidad de explotaciones ganaderas y las cargas medioambientales asociadas. Mediante el cultivo de células animales en un laboratorio, los científicos pueden producir carne sin necesidad de criar y sacrificar al ganado. Este enfoque reduce significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero, la explotación agrícola y el consumo de agua asociados a la producción de carne convencional.
Además de la carne cultivada, se está utilizando la biología sintética para diseñar microorganismos que producen ingredientes alimenticios, como proteínas, saborizantes y vitaminas. Estos ingredientes de origen biológico se pueden producir de forma más sostenible y con menos recursos que los que utilizan los métodos agrícolas tradicionales. Por ejemplo, mediante la fermentación de precisión pueden producirse proteínas y otros nutrientes a escala, lo que contribuye a un sistema alimentario con mayor capacidad de adaptación y sostenibilidad.
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Gestión medioambiental:
La biología sintética también puede contribuir a la sostenibilidad medioambiental a través del desarrollo de materiales de origen biológico y a la biorremediación de contaminantes. Los microorganismos modificados mediante ingeniería genética pueden diseñarse para que degraden las toxinas ambientales o produzcan plásticos biodegradables, ofreciendo alternativas más ecológicas a los procesos industriales convencionales.
Automatización de la biología sintética
ENFOQUE DISEÑAR-CONSTRUIR-PROBAR-APRENDER (DBTL)
Uno de los conceptos fundacionales de la biología sintética es la idea de “bioladrillos”, secuencias de ADN estandarizadas que pueden ensamblarse en diversas combinaciones para producir construcciones genéticas. Siguiendo el enfoque del ciclo DBTL (diseñar-construir-probar-aprender), la biología sintética permite el diseño sistemático y predecible de sistemas biológicos, de forma similar a cómo se utilizan los componentes electrónicos para construir circuitos complejos
AUTOMATIZACIÓN DE SU FLUJO DE TRABAJO DE BIOLOGÍA SINTÉTICA
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Aplicaciones y recursos de biología sintética
La biología sintética permite el diseño y la construcción de sistemas biológicos a medida con las funcionalidades deseadas.