SYNTHETIC GENOMICS

From the NYTimes

SYNTHETIC GENOMICS: FROM READING TO WRITING

After completing the Human Genome Project (3 billion letters), many scientists were initially dedicated to its reading and interpretation, but as advances were realized in this area, emerged the creation of CRISPR technique to edit the genome with the perspective of conducting experimental studies and trying to cure certain genetic diseases. Now a consequential idea begins to materialize in the head of certain geneticists with broader visions: to endow human populations with resistance to as much infection as possible, to certain immune diseases, prolonging their useful lives and endowing them with extended cognitive capacities (transhumanist vision). Now, it is talk discreetly about designing in a computer and manufacturing a human synthetic genome, in the next 10 years, improving the synthesis of DNA. A few weeks ago, at the Harvard-Boston medical school, 150 attendees gathered, not to discuss the possibility of generating a new genome of 3 trillion chemical units, but another with a smaller number after eliminating junk DNA, in order to generate a more stable genome. There is talk about regenerating extinct animal and plant species. Geneticist George Church (Harvard Medical School), who has recently started writing a genome from scratch, says that his project does not aim to create human beings, but to insert artificial genomes into certain cell lines in order to see if the created has better functionalities, to then apply what has been learned to animals, plants and microbes, respecting established ethical criteria, because cells have lower costs and greater industrial applications. The results of this synthetic genomic biology will be used to cure blindness, sickle cell disease, thalassemia, prevent HIV and hepatitis, introduce genetic resistance to malaria, create organs in pigs and transplant them and make small non-transgenic changes in plants. emphasizing that, although there is always the possibility that someone employs these techniques inappropriately, these would be easily detected, given the prolonged time to perform them. The project devised in 2012, by Church, Jef Boeke (Institute for Genetic Systems at NYU) and Andrew Hessel (Human Genomic, Inc.), to be developed in a single cell line, has been named: "HGP-Write: Testing Large Synthetic Genomes in Cells ", will try to change cellular DNA, adding foreign genes or changing the letters to make drugs, generate genetically modified crops, make genetic changes in embryos, in a gene or in a whole genome. Church refers having replaced the words of 70 million copies of  one of his  book by nucleotide initials stored in a small portion of DNA, so that soon each person can have a superb library with little energy and great longevity. Church and other geneticists believe that this revolution should begin by making complex chemical changes in yeast, making flavors and fragrances, which requires not only adding a gene (such as to make insulin), but numerous genes in order to create a large chemical production in the DNA. While current techniques only generate 200 pairs of linked chemical bases, a single gene can have hundreds or thousands of base pairs. According to Dr. Endy Zoloth (Bioengineering at Stanford University), the cost of synthesizing genes has decreased from $ 4 dollars for a pair of bases (2003) to 3 cents, so the total cost of synthesizing a complete genome would cost $ 100,000 within 20 years.  J. Craig Venter (Celera Genomics, Synthetic Genomics, J.C.Venter Institute), which recently synthesized the genome of a bacteria of 1 million base pairs, has synthesized this year a more original bacterial genome of 500,000 base pairs. Boeke is synthesizing the genome of a yeast of 12 million base pairs. Although some scientists like Jeremy Minshull (DNA2.0, Inc.) believe that, given the high costs, it will be difficult to synthesize the total genome of a human being, most geneticists believe that it will be possible to achieve this goal before 2050.

GENOMICA SINTETICA: DE LA LECTURA A LA ESCRITURA

Tras completar el proyecto genoma humano (3 billones de letras) y dedicarse inicialmente a su lectura e interpretación, se realizaron avances en esta área, destacando la creación de la técnica CRISPR para editar el genoma con la perspectiva de realizar estudios experimentales e intentar curar ciertas enfermedades genéticas. Ahora empieza a materializarse cierta idea consecuencial en la cabeza de ciertos   genetistas con visiones más amplias: dotar a poblaciones humanas de resistencia a cuanta infección sea posible, a ciertas enfermedades inmunes, prolongando sus vidas útiles y dotándolos de capacidades cognitivas ampliadas (visión transhumanista, implícita).  También se habla discretamente de diseñar en una computadora y fabricar un genoma sintético humano, en los próximos 10 años, mejorando la síntesis del DNA.   Hace algunas semanas atrás, en la escuela medica de Harvard-Boston, se reunieron 150 asistentes, no para discutir la posibilidad de generar un nuevo genoma de 3 billones de unidades químicas, sino otro con un número menor tras eliminar el DNA basura, a fin de generar un genoma más estable. Se habla de regenerar especies animales y vegetales extinguidas.  El  genetista George Church (Harvard Medical School), que recientemente ha empezado a escribir un genoma desde cero con ayuda de la técnica CRISPR, dice  que su  proyecto no tiene por meta crear seres humanos, sino insertar genomas artificiales  en ciertas líneas celulares  a fin de ver si lo creado  tiene mejores funcionalidades, para luego aplicar lo aprendido a   animales, plantas y microbios, respetando  criterios éticos establecidos, porque las células tienen menor coste y mayores aplicaciones industriales. Los resultados de esta biología genómica sintética serviran para curar la ceguera, la drepanocitosis, la talasemia, prevenir el HIV y la hepatitis, introducir resistencia genética a la malaria, crear órganos en cerdos y trasplantarlos y realizar pequeños cambios no transgénicos, en las plantas, enfatizando que, aunque siempre existe la posibilidad de que alguien emplee estas técnicas inapropiadamente, estos serían fácilmente detectados, dado el tiempo prolongado para realizarlos. El proyecto ideado el 2012, por Church,  Jef Boeke (Institute for Systems Genetic at NYU) y Andrew Hessel (Human Genomic, Inc.), a ser desarrollado en una única línea celular,  ha sido denominado: “HGP-Write: Testing Large Synthetic Genomes in Cells”, intentara  cambiar el  DNA celular,  añadiéndole genes extraños o cambiando las letras para fabricar drogas,  generar cosechas genéticamente modificadas,  realizar cambios genéticos en embriones, en un gen o en un genoma entero.  Church, refiere haber reemplazado las palabras de 70 millones de copias de un libro suyo por iniciales de nucleótidos almacenándolos en una pequeña porción del DNA, con lo que dentro de poco cada persona podrá tener una superbiblioteca con escaso requerimiento de energía y gran longevidad. Church y otros genetistas opinan que esta revolución debería iniciarse realizando cambios químicos complejos en levaduras, fabricando saborizantes y fragancias, lo que requiere no solo añadir un gene (como para fabricar insulina), sino numerosos genes a fin de crear una gran producción química en el DNA.  Mientras las técnicas actuales solo generan 200 pares de bases químicas unidas, un solo gene puede tener cientos o miles de pares de bases. Según el Dr.  Endy Zoloth (Bioengineering at Stanford University), el costo de sintetizar genes ha disminuido de $ 4 dólares por un par de bases (2003) a 3 centavos, con lo que el costo total de sintetizar un genoma completo costaría $100,000 dentro de 20 años.  J. Craig Venter (Celera Genomics, Synthetic Genomics, J.C.Venter Institute), que hace poco sintetizo el genoma de una bacteria de 1 millón de pares de bases, ha sintetizado este año un genoma bacteriano más original de 500,000 pares de bases.   Boeke está sintetizando el genoma de una levadura de 12 millones de pares de bases. Aunque algunos científicos como Jeremy Minshull (DNA2.0, Inc.), creen que, dado los altos costos, será difícil sintetizar el genoma total de un ser humano, la mayoría de los genetistas creen que será posible lograr esta meta antes del 2050.