Proyecto en curso · Biología sintética
BioBrick
Diseñamos piezas de ADN para cultivar en el laboratorio organoides más fieles.
- la cicatriz que queda entre dos partes
- 8 bases
- cortan y unen las partes estándar
- 4 enzimas
- el plásmido pSB1C3, para enviar las partes
- 2070 pb
- equipos compitiendo en iGEM, en 2025
- 412
Para quien viene de biología, biotecnología, bioinformática
El estándar BioBrick
Un BioBrick es un trozo de ADN con una función precisa, por ejemplo encender un gen, y con los mismos extremos para todos. El estándar se llama RFC 10: lo escribió Tom Knight, en el MIT, en 2003, y es el más usado en la biología sintética.
Cada parte tiene el mismo prefijo aguas arriba y el mismo sufijo aguas abajo, con los sitios de cuatro enzimas que cortan el ADN. Uniendo dos partes se obtiene una parte nueva, con el mismo prefijo y el mismo sufijo, que se reutiliza igual, hasta el infinito.
Entre las dos partes queda una cicatriz de 8 bases, TACTAGAG: nace donde el extremo cortado por SpeI se une al cortado por XbaI, y ninguna de las dos enzimas la reconoce ya. El límite es conocido: en las proteínas de fusión la cicatriz desfasa la lectura del código genético, y allí se usan otros estándares.
prefijo GAATTCGCGGCCGCTTCTAGAG
GAATTC EcoRI
GCGGCCGC NotI
TCTAGA XbaI
parte ... la secuencia con la función ...
sufijo TACTAGTAGCGGCCGCTGCAG
ACTAGT SpeI
GCGGCCGC NotI
CTGCAG PstI
cicatriz TACTAGAG 8 bases entre dos partes montadas| EcoRI | GAATTC | corta G^AATTC, en el prefijo |
|---|---|---|
| XbaI | TCTAGA | corta T^CTAGA, en el prefijo |
| SpeI | ACTAGT | corta A^CTAGT, en el sufijo |
| PstI | CTGCAG | corta CTGCA^G, en el sufijo |
| NotI | GCGGCCGC | en el prefijo y en el sufijo |
Una unidad de transcripción
Para que una célula produzca una proteína hacen falta cuatro partes seguidas en el ADN. El dibujo usa los símbolos del estándar SBOL Visual, los mismos en todos los laboratorios.
- 01
Promotor
Una flecha doblada: aquí empieza la lectura del gen. Decide cuándo está encendido el gen y cuánto.
- 02
RBS
Una cúpula sobre la línea del ADN: el punto donde se engancha el ribosoma, que construye la proteína.
- 03
Secuencia codificante
Una flecha llena: el gen propiamente dicho, con las instrucciones de la proteína.
- 04
Terminador
Una T sobre la línea: aquí la lectura se detiene.
Cómo se montan dos partes
El método que recomienda el Registry de iGEM se llama 3A assembly: tres antibióticos distintos eligen solos las construcciones correctas, sin gel y sin PCR.
- 1La parte de la izquierda se corta con EcoRI y SpeI.
- 2La parte de la derecha se corta con XbaI y PstI.
- 3El plásmido de destino, que resiste a un tercer antibiótico, se corta con EcoRI y PstI.
- 4Se liga todo junto: el extremo de SpeI se une al de XbaI y nace la cicatriz.
- 5Se cultiva con el tercer antibiótico: sobreviven las construcciones correctas, en teoría alrededor del 97%.
| Longitud | 2070 pares de bases | |
|---|---|---|
| Resistencia | cloranfenicol | |
| Origen de replicación | pMB1 | derivada de pUC19 |
| Copias por célula | de 100 a 300 | |
| Terminadores | a los dos lados de la parte | la aíslan del resto del plásmido |
La doble hélice, a escala
El dibujo sigue las medidas del ADN B, la forma más común en las células. Las dos hebras no están una frente a la otra: por eso entre ellas se abren un surco ancho y otro estrecho.
| Pares de bases por vuelta | 10,5 | |
|---|---|---|
| Rotación por par de bases | 34,3° | |
| Subida por par de bases | 0,332 nm | |
| Paso de la hélice | 3,32 nm | una vuelta completa |
| Diámetro | 2 nm | |
| Surco mayor | 2,2 nm | |
| Surco menor | 1,2 nm | |
| Sentido | dextrógiro |
Los números del gráfico
| Trozo de ADN | Longitud |
|---|---|
| Una cicatriz (8 bases) | 2,7 nm |
| Una parte típica (1000 bases) | 332 nm |
| El plásmido pSB1C3 (2070 bases) | 687 nm |
Los organoides
Un organoide es un conjunto de células de un órgano que nace de células madre y se organiza solo, como en el cuerpo. La definición es de Lancaster y Knoblich, en Science, en 2014.
Un organoide intestinal es una capa de células alrededor de una cavidad, la luz. Hacia fuera salen yemas que copian las criptas del intestino, con las células madre y las células de Paneth al fondo. Las células viejas caen a la luz, como en el intestino de verdad.
No crece más allá de unos milímetros porque no tiene vasos sanguíneos: el oxígeno solo llega hasta 100 o 200 micrómetros de la superficie, y más adentro las células mueren.
Los números del gráfico
| Medida | Tamaño |
|---|---|
| Oxígeno sin vasos (hasta dónde entra en el tejido) | de 100 a 200 µm |
| Organoide intestinal (diámetro típico) | de 200 a 500 µm |
| Organoide cerebral (los más grandes) | hasta 4 mm |
Sirven para probar fármacos. En el estudio de referencia, con pacientes que tenían tumores gastrointestinales, la respuesta de los organoides predijo la de los pacientes. El 10 de abril de 2025 la FDA estadounidense anunció un plan para reducir las pruebas en animales de algunos fármacos, sustituyéndolas también por organoides, en un periodo de 3 a 5 años.
Los números del gráfico
| Medida | Valor |
|---|---|
| Sensibilidad (los fármacos que funcionan) | 100 % |
| Especificidad (los fármacos que no funcionan) | 93 % |
| Valor predictivo positivo | 88 % |
| Valor predictivo negativo | 100 % |
Circuitos dentro de las células
Una puerta lógica genética es una pequeña red de genes. La entrada es una molécula, por ejemplo un fármaco o una toxina, que enciende o apaga un promotor; la salida es una proteína. Con promotores activados o reprimidos por proteínas distintas se construyen AND, OR y NOT, como en un ordenador.
En 2011 colonias de Escherichia coli hicieron de puertas NOR conectadas por señales químicas. En 2016 el compilador Cello tradujo la descripción de un circuito lógico directamente a una secuencia de ADN. Nuestro objetivo es llevar esta idea dentro de un organoide: un circuito que reconoce un fármaco o una toxina y enciende una señal que se puede medir.
iGEM
iGEM es la competición internacional de biología sintética. Nació como un curso en el MIT en 2003; la primera competición, en 2004, tenía cinco equipos. Las partes de los equipos acaban en el Registry, una colección pública con más de 70.000 partes documentadas.
Desde 2022 la final, el Grand Jamboree, se celebra en París. Apuntamos a la edición de 2027, cuya fecha aún no está publicada.
Los números del gráfico
| Año | Equipos |
|---|---|
| 2023 (44 países) | 393 equipos |
| 2024 (41 países) | 397 equipos |
| 2025 (44 países) | 412 equipos |
En qué punto estamos
- Abril de 2026Presentamos el proyecto en el Palazzo della Borsa, ante universidades, empresas e instituciones.
- HoyEl equipo reúne biología molecular, bioinformática, informática e investigación de doctorado.
- 2027Apuntamos a iGEM, la competición internacional de biología sintética: el Grand Jamboree, que desde 2022 se celebra en París.
Fotos
Personas del proyecto
Fuentes
- iGEM Registry, estándar BioBrick RFC 10 y 3A assembly: parts.igem.org.
- SBOL Visual 3.0: sbolstandard.org.
- Lancaster y Knoblich, Science, 2014; Sato y colegas, Nature, 2009.
- Vlachogiannis y colegas, Science, 2018.
- FDA, anuncio del 10 de abril de 2025 sobre las pruebas con animales.
- Tamsir, Tabor y Voigt, Nature, 2011; Nielsen y colegas, Science, 2016.
- iGEM, ediciones pasadas: competition.igem.org.
- Presentación del Deep-Tech Showcase, Palazzo della Borsa, 21 de abril de 2026.
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