Bi-Fi : Nuevo proceso de comunicación célula a célula podría revolucionar la bioingeniería

By Darren Quick

30 Septiembre, 2012

La internet ha revolucionado las comunicaciones mundiales, y ahora los investigadores de Stanford University están buscando proporcionar un estímulo similar a la bioingeniería con un nuevo proceso denominado Bi-Fi ." La tecnología utiliza un inocuo virus llamado M13 para aumentar la complejidad y la cantidad de información que se puede enviar de célula a célula. Los investigadores dicen que el Bi-Fi podría ayudar a los bioingenieros crear complejas comunidades multicelulares que trabajan conjuntamente para llevar a cabo importantes funciones biológicas.

Naturalmente, las células utilizan químicos para comunicarse con las señales químicas suelen actuar como el mensaje y el mensajero. Sin embargo, este método de comunicación es muy limitado en términos de complejidad y el ancho de banda.

"Si la conexión a la red se basa en azúcar, a continuación, los mensajes están limitados a "más azúcar", "menos azúcar," o "sin azúcar", explica Drew Endy, PhD, profesor asistente de bioingeniería. Al separar el mensajero y el mensaje, Endy y Mónica Ortiz, candidata a doctorado en bioingeniería, han sido capaces de aumentar considerablemente la cantidad de datos que pueden ser transmitidos.

Eligieron a los virus M13 para actuar como el mensajero, cuando infecta las bacterias, lo que no mata, pero su acogida se hace en casa e indiscriminadamente envía cadenas de ADN que se reproduce en su huésped. Los bio- ingenieros son capaces de controlar estas hebras de ADN, mensajes personalizados de ADN que pueden incluirse en las proteínas producidas por M13 y se envían a infectar otras células. Una vez que llegan a un nuevo huésped el mensaje empaquetado de ADN.

Los investigadores compararon su sistema M13 basado en una conexión inalámbrica a internet que permite a las células enviar y recibir mensajes, pero no le importa el contenido de los mensajes.

"Efectivamente, hemos separado el mensaje desde el canal. Ahora podemos enviar cualquier mensaje de ADN que queremos a células específicas dentro de una comunidad microbiana compleja", dijo Ortiz.

Utilizando el ADN para almacenar el mensaje significa que puede contener cualquier tipo de instrucciones genéticas. M13 se sabe que se han empaquetado hebras de ADN que contienen menos de 40,000 pares de bases, lo que es muy superior a la mayoría de los mensajes genéticos de interés en bioingeniería que van desde varios cientos hasta varios miles de parejas.

Ortiz también ha utilizado M13 para transmitir los mensajes genéticos entre las células que están separadas por más de siete centímetros (2.7 pulgadas) de un medio gelatinoso, que ella dice que esto es considerado de muy de largo alcance, celularmente hablando.

Los investigadores creen que el internet biológico Bi-FI podría llevar al desarrollo de biosíntesis en fábricas enormes de masas de microbios que colaboran para producir combustibles complejos, productos farmacéuticos y otros productos químicos útiles. Aún más interesante, los investigadores dicen que con las mejoras, la tecnología podría utilizarse un día en más programación tridimensional compleja de sistemas celulares, tales como la regeneración de tejidos de órganos.

"El Internet biológico está en sus primeras etapas", dice Ortix. "Cuando la información de Internet se introdujo por primera vez en la década de 1970, hubiese sido difícil de imaginar los innumerables usos que se ve hoy en día, así que no hay forma de decir a todos los lugares que este nuevo trabajo podría conducir".

Las conclusiones del equipo aparecen en línea en el Journal of Biological Engineering .

Fuente: Universidad de Stanford