Un equipo multidisciplinar del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y del Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS) ha presentado un avance revolucionario en biotecnología: GenRewire, una técnica que permite reprogramar genéticamente bacterias sin necesidad de introducir ADN externo. El estudio, publicado en la revista Trends in Biotechnology, abre un nuevo paradigma en la forma de dotar a los microorganismos de capacidades inéditas.
Un cambio de paradigma en la biotecnología
Hasta ahora, la ingeniería genética clásica dependía de la incorporación de genes ajenos mediante plásmidos u otras herramientas para que bacterias como Escherichia coli adquiriesen nuevas propiedades. Con GenRewire, el proceso se simplifica y se hace más seguro: se rediseñan computacionalmente proteínas ya presentes en el genoma para conferirles nuevas funciones, manteniendo el equilibrio celular intacto.
“Si las proteínas nativas pueden ser rediseñadas computacionalmente para hacer algo nuevo, no necesitamos alterar el equilibrio genético de la célula con elementos externos”, explica Manuel Ferrer, investigador del ICP-CSIC y coordinador del estudio.
La validación del método ha llegado al lograr que E. coli, una bacteria que no degrada plástico de forma natural, sea capaz de romper partículas nanométricas de PET (polietileno tereftalato), uno de los contaminantes más ubicuos derivados de envases y textiles.
Inteligencia artificial y supercomputación al servicio del medio ambiente
El desarrollo de GenRewire combina inteligencia artificial, simulación por supercomputación y edición genética de precisión. Con la ayuda del MareNostrum 5, el superordenador más potente de España, los investigadores analizaron y reprogramaron en apenas unas semanas las proteínas de E. coli para que adquiriesen la capacidad de degradar plástico.
“El enfoque es único porque sustituimos las proteínas originales en el genoma por versiones reprogramadas, manteniendo la estabilidad celular”, afirma Víctor Guallar, investigador del BSC.
El proceso es relativamente sencillo: se identifican proteínas candidatas, se rediseñan sus funciones mediante algoritmos y se reincorporan al genoma de la bacteria. De este modo, se evita la inserción de ADN foráneo y los problemas de inestabilidad asociados.
Potencial más allá del textil y el reciclaje
Además de su aplicación en la gestión de plásticos y nanoplásticos, la técnica podría extenderse a otros campos como la biomedicina, la agricultura o la bioenergía. Los investigadores destacan que la posibilidad de reprogramar organismos sin ADN exógeno reduce riesgos éticos y legales, como los relacionados con el genoma humano o los cultivos transgénicos.
“Hemos demostrado que se pueden rediseñar bacterias desde dentro, complementando la ingeniería metabólica clásica”, subrayan Paula Vidal y Laura Fernández, investigadoras del CSIC y coautoras del estudio.
El equipo asegura que GenRewire no solo permitirá crear microorganismos capaces de degradar contaminantes y transformar residuos en productos valiosos, sino que también abre la puerta a una nueva generación de herramientas biotecnológicas más estables, seguras y alineadas con los principios de la economía circular.