- ¿Sabías que hay más bacterias en el mundo que animales y plantas combinados? Aunque los científicos apenas han estudiado menos del 1% de estas criaturas unicelulares, su capacidad para adaptarse a condiciones extremas las convierte en unos de los organismos más fascinantes y útiles del planeta. Tan útiles, de hecho, que los humanos hemos aprendido a “entrenarlas” para resolver problemas de salud, industria y medio ambiente.
¿CÓMO ENTRENAMOS A LAS BACTERIAS PARA RESOLVER PROBLEMAS GLOBALES?
Imagina una bacteria capaz de curar un cáncer, limpiar un derrame de petróleo, capturar CO₂ o producir vitaminas esenciales para los humanos. Esto, que suena a ciencia ficción, ya es una realidad gracias a las herramientas de biología molecular que permiten modificar su ADN. Con estas técnicas, los científicos pueden cambiar, eliminar o agregar genes para dotar a las bacterias de habilidades que no tendrían de forma natural.
Del laboratorio a la vida cotidiana: trasformación bacteriana
Una de las bacterias más estudiadas es Escherichia coli (E. coli) que ha sido modificada genéticamente para producir insulina humana. Antes, esta hormona vital para el tratamiento de la diabetes se extraía de animales como cerdos o vacas, un proceso caro y limitado. Ahora, gracias a la ingeniería genética, se puede producir de forma más eficiente, segura y sostenible.
Pero eso no es todo. También se están desarrollando cepas de E. coli capaces de identificar y destruir células cancerosas, lo que podría revolucionar los tratamientos oncológicos en el futuro.
En el campo ambiental, las bacterias no se quedan atrás. Por ejemplo, Streptomyces coelicolor ha sido modificada para descomponer sustancias tóxicas como pesticidas e hidrocarburos, ayudando a limpiar suelos contaminados y derrames de petróleo. Además, hay bacterias diseñadas para capturar carbono atmosférico y transformarlo en bioplásticos, ofreciendo soluciones innovadoras frente al cambio climático.
¿Cómo se “reprograma” a una bacteria?
El funcionamiento de una bacteria está controlado por su ADN, que contiene las instrucciones para producir proteínas. Estas proteínas son las responsables de las funciones vitales de la bacteria, desde su movimiento hasta su capacidad de metabolizar nutrientes.
Al cambiar la secuencia de ADN de un gen, también se modifica la proteína que este codifica, alterando el comportamiento de la bacteria. Este proceso, conocido como mutagénesis, se puede realizar de diversas maneras. Por ejemplo, se pueden insertar, eliminar o cambiar pequeñas secciones de ADN utilizando técnicas de recombinación genética.
Un método común utiliza plásmidos, que son fragmentos de ADN circular que sirven como vehículos para introducir genes modificados en la bacteria. Estos plásmidos no se replican dentro de la bacteria, sino que reemplazan un gen específico del ADN bacteriano mediante un proceso llamado recombinación homóloga. De esta forma, se obtiene una bacteria con nuevas características genéticas, como resistencia a antibióticos o la capacidad de producir compuestos específicos.
Algunas aplicaciones sorprendentes de las bacterias modificadas
Producción de bioplásticos: la bacteria Pseudomonas putida ΔphaZ es una bacteria a la que se le eliminó el gen que da origen a la proteína PhaZ, responsable de degradar polihidroxialcanoatos (PHAs). Esto permite que acumule grandes cantidades de estos compuestos, esenciales para fabricar biopolímeros biodegradables, amigables con el ambiente.
Síntesis y sobreproducción de vitamina B2: en la bacteria E. coli MG1655, se introdujo un operón que favorece la producción de riboflavina (vitamina B2), mientras que en la bacteria Bacillus subtilis, la sobreexpresión de genes como zwf y ribBA incrementó hasta cinco veces la producción de esta vitamina. Ambos procesos ofrecen alternativas más sostenibles para las industrias alimentaria y farmacéutica frente a los métodos químicos tradicionales.
Producción de seda artificial: debido a que las arañas no pueden criarse en masa, se diseñaron genes que imitan la seda de araña y se insertaron en E. coli. Las bacterias produjeron proteínas que, al hilarse, se transforman en fibras útiles para fabricar materiales biomédicos avanzados como suturas y adhesivos.
Plásticos biodegradables y captura de carbono: La bacteria Cupriavidus necator fue modificada para sobre expresar reguladores como RegA, aumentando su capacidad de transformar CO₂ en polihidroxibutirato (PHB), un biopolímero. Esto no solo ayuda a reducir el carbono atmosférico, sino que también fomenta la producción sostenible de plásticos biodegradables.
El futuro de las bacterias al servicio de la humanidad
La mutagénesis bacteriana sigue avanzando y promete soluciones a los grandes desafíos globales. En medicina, podrían surgir bacterias diseñadas para detectar enfermedades antes de que aparezcan síntomas o para administrar tratamientos directamente en las células afectadas. En el ambiente, estas bacterias podrían degradar plásticos, limpiar petróleo y capturar carbono, reduciendo el impacto del cambio climático. Incluso en el espacio, bacterias modificadas podrían ser clave para la producción de oxígeno, alimentos y materiales en planetas como Marte.
Sin duda, las bacterias modificadas están redefiniendo nuestra relación con el mundo natural. Y quién sabe, tal vez tú, lector, seas el próximo científico en descubrir cómo estas pequeñas criaturas pueden cambiar el mundo.