Redes de genes sintéticos permiten detección rápida de virus

Se ha desarrollado un método original para usar circuitos diseñados de genes que permite que los investigadores activen el sistema de papel, libre de células simplemente añadiendo agua.

La red de genes sintéticos, fácil de usar, de bajo costo, que puede controlar la actividad de los genes y reconocer los ácidos nucleicos y las moléculas pequeñas podría permitir la detección rápida de cepas diferentes de virus mortales como el virus del Ébola.

Los científicos del Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada (Universidad de Harvard, Boston, MA, EUA) desarrollaron un sistema basado en papel, libre de células, adecuado para su uso fuera de los laboratorios especializados. Para probar la relevancia clínica de su método, desarrollaron sensores capaces de detectar las moléculas de ácido ribonucleico (ARN) hechas a partir de genes que les permiten a las bacterias sobrevivir a los antibióticos, así como moléculas de ARN que codifican proteínas a partir de dos cepas diferentes del virus Ébola, altamente mortal. Cuando se seca por congelación en papel, los sensores detectan rápidamente la presencia de estas moléculas de ARN, demostrando la utilidad del método para fines de diagnóstico.

Los científicos crearon circuitos con salidas colorimétricas para la detección visual y fabricaron una interfaz, de bajo costo, óptica-electrónica, para uso en el campo. Ellos ensayaron para ver si la actividad de la enzima requerida para la transcripción y la traducción, podría reconstituirse a partir de sistemas de expresión, libres de células, liofilizados, que normalmente requieren almacenamiento a -80°C. Se ensayó una nueva generación de riboregulators en una demostración in vitro de interruptores de punto de apoyo y estos interruptores biomoleculares, robustos, proporcionan la regulación de traducción estricta sobre las transcripciones y exhiben una excelente ortogonalidad.

James J. Collins, PhD, profesor y autor principal del estudio, dijo: “Nuestro sistema basado en papel no sólo podría mejorar las herramientas, disponibles en la actualidad únicamente en los laboratorios, sino que sería fácilmente útil para el campo, y también mejoraría el desarrollo de nuevas herramientas. Teniendo en cuenta el costo proyectado, el tiempo de reacción, la facilidad de uso y que no hay necesidad de infraestructura de laboratorio, nos imaginamos que las redes de genes sintéticos, hechas en papel, estarán expandiendo significativamente el papel de la biología sintética en la clínica, la salud mundial y la educación”. El estudio fue publicado el 23 de octubre 2014, en la revista Cell.

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Wyss Institute for Biological Inspired Engineering