Els enginyers de la vida

Dos equips d'investigadors del departament de ciències experimentals i de la salut de la Universitat Pompeu Fabra publiquen avui a la revista Nature un article en què expliquen els resultats d'una recerca innovadora en el camp de la biologia sintètica. Els grups liderats per Ricard Solé, director del laboratori de sistemes complexos de la UPF, i Francesc Posas, director de la unitat de senyalització cel·lular, han demostrat que mitjançant múltiples combinacions de cèl·lules modificades amb enginyeria genètica, es poden aconseguir sistemes biològics amb capacitat de decisió segons uns criteris predefinits. Aquest tipus d'aproximació experimental permet generar sistemes computacionals vius molt més complexos dels que s'havien aconseguit mai. El treball donat a conèixer avui fa pensar que el desenvolupament futur d'aquesta aplicació ha de permetre el disseny i la utilització de biosistemes artificials amb capacitat de prendre decisions en àmbits molt diferents.

Una de les línies de treball en biologia sintètica havia intentat fins ara el disseny de sistemes vius a partir conceptes bàsics de l'electrònica. Aquest mètode comportava el problema de com connectar diferents parts dels circuits vius. En electrònica aquesta connexió s'aconsegueix mitjançant un cable que transmet l'electricitat entre els elements separats en l'espai, però això no es pot reproduir en un sistema viu, i havia fracassat fins ara com a principi en els dissenys de biologia sintètica.

El treball proposa una solució per a aquest problema utilitzant una nova teoria que permet construir circuits sofisticats utilitzant cèl·lules vives com a unitats bàsiques i molt poques connexions. Així, deixant de costat el disseny dels enginyers electrònics, s'ha aconseguit crear un conjunt de cèl·lules capaces de detectar i interpretar senyals i que es poden combinar de forma flexible entre elles. “Parlen i col·laboren com un equip i, al final, poden prendre decisions molt més complexes que si ho fessin de forma individual”.

El sistema que proposen els investigadors de la UPF permet crear molts circuits diferents amb un mínim de cèl·lules existents, i, a més, un cop un circuit està establert és susceptible de ser programat només afegint un determinat compost al medi de cultiu en què es troba. Amb això, aquest estudi demostra que és possible implementar un sistema biològic de gran capacitat de computació emprant organismes vius.

Les possibilitats de la recerca són enormes. Per primera vegada és possible dissenyar, mitjançant l'enginyeria cel·lular, sistemes que responguin de manera intel·ligent a situacions complexes. Per exemple, aquesta capacitat es podria aplicar en la detecció de molècules i la seva posterior degradació dirigida o en el disseny de poblacions cel·lulars amb capacitat de comportar-se com a teixits artificials. El director de la unitat, Francesc Posas, explica: “La potencialitat de la descoberta és molt gran, però encara s'està lluny del resultat pràctic perquè només hem demostrat que es pot fer. Fa anys tothom es preguntava per a què servirien els circuits electrònics, i ara cada llar n'és plena”.