Descubrimiento genético revoluciona la creación de proteínas con codones de cuatro nucleótidos

MadridInvestigadores del Instituto de Investigación Scripps han descubierto una nueva forma de realizar cambios genéticos y ampliar la creación de proteínas mediante el uso de codones de cuatro nucleótidos en lugar de los tres nucleótidos estándar. Este método les permite incluir aminoácidos poco comunes en las proteínas. Esto podría llevar a grandes avances en la bioingeniería, el descubrimiento de fármacos y la biología sintética.

El código genético tradicional emplea un sistema en el que tres nucleótidos de ARN, conocidos como codones, se corresponden con un aminoácido. Este modelo convencional limita las proteínas a combinaciones de 20 aminoácidos estándar. Sin embargo, los científicos han buscado mejorar este sistema para crear proteínas con nuevas propiedades. Investigadores de Scripps han desarrollado un nuevo método que facilita la inclusión de aminoácidos no estándar, ampliando las funciones potenciales de las proteínas.

Aspectos clave de esta innovación:

• Utiliza codones de cuatro nucleótidos en lugar de los convencionales de tres.
• Permite añadir aminoácidos no canónicos sin necesidad de modificar todo el genoma.
• Mantiene los procesos celulares normales y su estabilidad.
• Facilita la creación de proteínas específicas para diversas aplicaciones.

Métodos anteriores presentaban problemas debido a que cambiar codones requería una extensa edición del genoma, lo que era arriesgado para la estabilidad y el funcionamiento normal de las células. El nuevo método usa codones de cuatro nucleótidos, lo que evita estos riesgos al agregar más opciones al código genético sin cambiar todo el genoma. Este método ayuda a las células a reconocer y utilizar estos codones con precisión, permitiendo la adición exacta de aminoácidos no comunes.

El equipo de investigación diseñó genes utilizando codones de tres letras, frecuentemente usados en torno a objetivos específicos para asegurar el uso correcto de los codones de cuatro nucleótidos. Esto permitió a las células añadir exitosamente nuevos aminoácidos que coincidían con los tRNAs de cuatro nucleótidos. Demostraron esta técnica creando más de 100 nuevos péptidos, cada uno con hasta tres aminoácidos no estándar.

Las aplicaciones de este avance son muy diversas. Los proteínas hechas a medida pueden mejorar significativamente la medicina, permitiendo la creación de nuevos medicamentos que funcionan mejor y con mayor precisión. En la fabricación, estas proteínas pueden ser más estables y funcionales, mejorando los procesos industriales. En la detección química, nuevas proteínas podrían permitir métodos de detección más sensibles y precisos.

Ahmed Badran y su equipo han desarrollado una herramienta simple y efectiva para la ingeniería de proteínas. Este método mejorará nuestra capacidad para trabajar con moléculas biológicas y podría dar lugar a avances en diversas áreas científicas e industriales.