MonPlaneta
Dissenyen una nova manera d’encendre i apagar gens amb senyals elèctrics

Un equip d’investigadors liderat per l’Imperial College de Londres ha aconseguit dissenyar una nova manera d’encendre i apagar gens, fent servir senyals elèctrics. Gràcies a aquest sistema, presentat en un article a la revista Science Advances, es pot alterar l’expressió genètica de manera precisa mitjançant l’addició o sostracció d’electrons. Aquesta tècnica podria ajudar a controlar implants biomèdics o reaccions que produeixin fàrmacs o compostos útils pel cos, amb uns resultats millors que els estímuls actuals, que sovint no poden penetrar alguns materials o tenen risc de toxicitat.

Interruptors genètics

L’expressió genètica és el que fa que els gens “s’activin” i tinguin efectes a nivell cel·lular, per exemple produint molècules noves. Als organismes vius, aquesta expressió és regulada per algunes regions de l’ADN i, entre elles, n’hi ha que responen a diversos estímuls, com ara la llum, la temperatura o alguns productes químics.

Fer servir l’electricitat per regular aquestes regions, doncs, va obrir tot un nou camp de recerca, però tot i que s’havien identificat sistemes electrogenètics, les aplicacions han estat limitades per la precisió. Aquí és on entra aquest nou sistema que, per primera vegada, ha aconseguit la precisió necessària a l’hora de fer servir estímuls elèctrics per encendre i apagar gens de bacteris.

L'estructura de l'ADN | D.P.
Activat o desactivar una regió concreta de l’ADN pot tenir canvis molt importants i utilitats enormes per a molts camp de la ciència | D.P.

Superant un gran obstacle

Fins ara, un dels problemes més grans de la biologia sintètica ha estat que controlar un sistema biològic de la mateixa manera que controlem els artificials ha resultat molt difícil. Per fer que una cèl·lula produeixi un compost químic concret en el moment que volem, no és tan fàcil com canviar els paràmetres en un ordinador sinó que cal trobar les condicions adients perquè la regió de l’ADN que regula un gen específic s’activi.

Gràcies a aquesta nova eina, precisament, els investigadors podran controlar l’expressió genètica i el comportament de les cèl·lules amb molta més facilitat i precisió, fent servir senyals elèctriques. De fet, esperen que, quan s’hagi investigat prou, sigui realment possible controlar alguns sistemes biològics amb la mateixa facilitat amb què s’encén un interruptor.

Fins ara, l’estimulació de l’expressió genètica amb impulsos elèctrics ha estat difícil en presència d’oxigen, cosa que limitava les seves aplicacions fora del laboratori. La nova tècnica, però, funciona fins i tot quan hi ha aquest gas, i això vol dir que es pot replicar en diverses espècies de bacteris i fer-se servir en altres aplicacions com ara implants mèdics o processos bioindustrials, ajustant les eines electroquímiques perquè duguin a terme diverses funcions simplement “sintonitzant-les” a un nivell concret canviant el potencial d’un elèctrode.

En el cas dels implants biomèdics, sovint fan servir un estímul per produir un medicament o una hormona concrets al cos. No tots els estímuls funcionen, però, ja que la llum no travessa el cos humà i alguns productes químics poden ser tòxics. Els estímuls elèctrics, en canvi, són fàcils d’administrar, directes i no tenen cap tipus de perill. En el cas dels bioreactors, que poden arribar a ser molt grans i produeixen compostos químics, medicaments o combustibles, la mida del cultiu també fa difícil aplicar-hi llum i, en el cas dels químics, podria ser molt clar. Així doncs, l’electricitat torna a ser la millor idea.

ADN
Aquest avenç podria demostrar la seva importància durant els propers anys

Uns resultats prometedors

Per comprovar el funcionament de la seva tècnica, els investigadors van agafar la proteïna que fa que algunes meduses brillin i, mitjançant els estímuls elèctrics, van induir-ne l’expressió en bacteris, fent que les cèl·lules només brillessin quan el sistema estava engegat. Després, van provar la configuració inversa, és a dir, que els bacteris brillessin sempre menys quan estaven exposats al corrent elèctric.

Un cop demostrada la viabilitat del sistema, els investigadors estan mirant de desenvolupar diversos promotors que indueixin canvis diferents, de manera que senyals elèctriques simultànies puguin activar gens diferents de manera independent. Si aconsegueixen una gran biblioteca amb les parts de l’ADN que controlen l’expressió i com es poden activar i desactivar, aquesta tècnica podria adaptar-se no només per a bacteris sinó per a llevats, plantes i fins i tot animals.

Més notícies
La raça d'un gos no té res a veure amb la seva personalitat, o ben poc | Pixabay

La raça dels gossos influeix molt poc en el seu caràcter

Un nou estudi conclou que aquest factor només explica un 9% de la variabilitat del comportament
:  - Mobile
El TDAH és un dels trastorns més diagnosticats en els infants, tot i que fins el 10% dels humans podria portar la variant genètica responsable

Identifiquen la variant genètica que causa el TDAH

Uns experiments amb ratolins han reproduït els mateixos comportamens observats en els humans que la tenen
:  - Mobile
L'Alzheimer és un problema de salut global cada cop més estès | Piqsels

Troben 75 factors de risc genètic de patir Alzheimer

El descobriment, amb participació catalana, obre noves vies pel seu diagnòstic i tractament
:  - Mobile
Un nou estudi ha relacionat una conducta alimentària patològica amb un desenvolupament anormal del cervell | Pxhere

Troben una diferència al cervell dels infants amb trastorn per afartament

Un estudi ha identificat observat canvis en la densitat de la matèria grisa dels qui pateixen aquest problema
:  - Mobile

Nou comentari

Comparteix

Icona de pantalla completa