Syn57, rewriting the code of life/Syn57, reescribiendo el código de la vida
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A codon is a sequence of three nucleotides, the basic units of DNA and RNA, which functions as a "word" in the genetic language, telling the cell when to add a specific amino acid to a protein or stop its synthesis. In nature, all living beings have 64 possible codons, each formed by a combination of the four nitrogenous bases (adenine, uracil, guanine, and cytosine). The genetic code is degenerate, meaning that several different codons can code for the same amino acid.
Un codón es una secuencia de tres nucleótidos, las unidades básicas del ADN y ARN, que funciona como si fuese una "palabra" en el lenguaje genético, que le dice a la célula cuando tiene que añadir un aminoácido específico a una proteína o a detener su síntesis. En la naturaleza todos los seres vivos tienen 64 codones posibles, cada uno de ellos formado por una combinación de las cuatro bases nitrogenadas (adenina, uracilo, guanina y citosina). El código genético es degenerado, lo que significa que varios codones diferentes pueden codificar el mismo aminoácido.
The news at hand is that a group of scientists from the University of Cambridge have created a synthetic version of the Escherichia coli bacterium, whose main characteristic is that it functions with only 57 genetic codons, instead of the 64 required by other life forms in nature. The result was Syn57, a synthetic bacterium in which researchers eliminated codons considered redundant after making more than 101,000 modifications to its DNA.
La noticia que nos ocupa es que un grupo de científicos de la Universidad de Cambridge han creado una versión sintética de la bacteria Escherichia coli, cuya principal característica es que funciona con solo 57 codones genéticos, en lugar de los 64 necesarios para el resto de las formas de vida en la naturaleza. El resultado fue Syn57, un bacteria sintética en la que los investigadores eliminaron los codones considerados redundantes después de realizar más de 101.000 modificaciones en su ADN.
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By eliminating duplicate codons, Syn57 has a simpler and more compact genetic code than any natural life form, challenging one of the fundamental principles of biology. The new "non-canonical" genetic code makes Syn57 potentially resistant to viral infections, as normal viruses cannot read its genetic instructions, a major advantage for the industrial production of bacterial proteins. The freed space in the genome allows for the insertion of more unconventional amino acids.
Al eliminar los codones duplicados, Syn57 tiene un manual genético más simple y compacto que cualquier forma de vida natural, lo que desafía uno de los principios fundamentales de la biología. El nuevo código genético “no canónico” hace que Syn57 sea potencialmente resistente a infecciones virales, ya que los virus normales no pueden leer sus instrucciones genéticas, lo que supone una gran ventaja para la producción industrial de proteínas bacterianas. El espacio liberado en el genoma permite insertar más aminoácidos no convencionales
This opens the door to creating synthetic proteins with up to 27 different amino acids, rather than the 20 found in natural organisms, including materials and enzymes never seen in nature. This artificially altered genetic code makes it difficult to transfer modified genes into the natural environment, acting as a biological barrier to prevent them from escaping our grasp (like other synthetic organisms I won't mention). Currently, Syn57 grows four times slower than conventional E. coli, but scientists are working to optimize its performance.
Esto abre la puerta a crear proteínas sintéticas con hasta 27 aminoácidos distintos, en lugar de 20 que los organismos naturales, incluyendo materiales y enzimas inéditos en la naturaleza. Este código genético alterado artificialmente dificulta la transferencia de genes modificados al entorno natural, actuando como barrera de contención biológica para evitar que se nos escape de las manos, (como otros organismos sintéticos que no quiero mencionar). En la actualidad, Syn57 se desarrolla cuatro veces más lento que una E. coli convencional, pero los científicos trabajan en optimizar su rendimiento.
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One of Syn57's most important applications is resistance to natural viruses. By operating with a genetic code distinct from that of natural organisms, this bacterium is immune to most viruses, which rely on the host's cellular machinery to replicate. The production of medicines, such as vaccines and therapeutic proteins, often uses bacteria as biological factories. Viral infections are a constant and costly threat to these facilities. Using Syn57 as a production "chassis" could eliminate this vulnerability, making the processes safer and more cost-effective.
Una de las aplicaciones más importantes de Syn57 es la resistencia a los virus naturales. Al operar con un código genético distinto al de los organismos naturales, esta bacteria es inmune a la mayoría de los virus, que dependen de la maquinaria celular del huésped para replicarse. La producción de medicamentos, como vacunas y proteínas terapéuticas, a menudo utiliza bacterias como fábricas biológicas. Las infecciones virales son una amenaza constante y costosa para estas instalaciones. El uso de Syn57 como "chasis" de producción podría eliminar esta vulnerabilidad, haciendo los procesos más seguros y rentables.
Proteins could be designed with improved or entirely new therapeutic functions. Bacteria could produce materials with unique properties, such as innovative polymers, biodegradable plastics, or more efficient industrial catalysts. Microbes capable of detecting pollutants or toxins in the environment could also be created. Best of all, their genetic code, which is incompatible with other natural organisms, acts as a biological firewall. If the genes of this synthetic bacterium were accidentally transferred to natural organisms in the environment, they would be unable to proliferate.
Se podrían diseñar proteínas con funciones terapéuticas mejoradas o completamente nuevas. La bacteria podría producir materiales con propiedades únicas, como polímeros innovadores, plásticos biodegradables o catalizadores industriales más eficientes. También podrían crearse microbios capaces de detectar contaminantes o toxinas en el medio ambiente. Y lo mejor de todo es que su código genético incompatible con otros organismos naturales, actúa como un "cortafuegos" biológico. Si los genes de esta bacteria sintética se transfirieran accidentalmente a organismos naturales en el medio ambiente, no podrían proliferar.
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https://interestingengineering.com/science/recoded-ecoli-syn57-genetic-code