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La biología sintética es un campo de estudio emergente que aplica principios de ingeniería a la biología para resolver una amplia gama de problemas del mundo real, desde la extinción de especies hasta la malaria o las especies invasoras.

Desde las algas bioluminiscentes hasta las babosas bananeras que se autofertilizan y las plantas carnívoras que saben contar, el mundo natural muestra una fenomenal diversidad de funciones y habilidades.

Ahora, la ciencia está descubriendo más sobre cómo se expresan estas características a nivel genético y nos está dando un nuevo conjunto de herramientas con las que jugar.

Las posibilidades en este campo son inmensas y están en constante expansión, pero sus riesgos son igualmente enormes y los organismos reguladores se ven rezagados por los nuevos avances.

Por eso, este año, en su reciente Congreso Mundial, la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN) adoptó la primera política mundial sobre biología sintética y la conservación de la naturaleza.

En este artículo te explicamos qué es exactamente la biología sintética, cómo funciona, en qué se diferencia de la ingeniería genética, para qué puede utilizarse y cuáles son sus riesgos y preocupaciones, desde las repercusiones prácticas hasta algunas de las cuestiones filosóficas más importantes sobre la naturaleza de la vida.

¿Qué es la biología sintética?

La biología sintética es un campo de la ciencia que combina la biología, la química, la ingeniería y la informática para diseñar y construir nuevos organismos y sistemas biológicos, o para dotar a los ya existentes de nuevas capacidades.

Básicamente, utiliza los principios de la ingeniería para “programar” seres vivos que resuelvan problemas de forma predecible, sólida y eficaz.

¿Cómo funciona la biología sintética?

La tecnología clave de la biología sintética es la síntesis de ADN.

Eso significa averiguar qué secuencia de adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T) ―los cuatro “bloques” químicos del ADN― proporciona la función que interesa, sintetizarla en un laboratorio e introducirla en un huésped biológico.

“Del mismo modo que los computadores hablan en el lenguaje de los unos y los ceros y pueden programarse, la vida habla en las letras A, T, C y G, y también puede programarse, igual que programamos el código en los computadores”, afirmó la académica futurista Amy Webb en un vídeo del Foro Económico Mundial sobre el tema.

¿En qué se diferencia la biología sintética de la ingeniería genética?

La biología sintética se describe a menudo como “ingeniería genética 2.0”. Aunque ambos campos se solapan, existen algunas diferencias importantes en sus respectivos ámbitos, planteamientos y ambiciones.

La ingeniería genética modifica organismos existentes insertando, suprimiendo o alterando genes específicos; por ejemplo, haciendo una planta resistente a las plagas mediante la inserción de un gen bacteriano.

La biología sintética, por su parte, diseña y construye sistemas genéticos u organismos completamente nuevos, como la creación de nuevas bacterias capaces de eliminar la contaminación del agua y luego descomponerse sin dejar rastro.

En esencia, se podría decir que la ingeniería genética edita el código existente en la naturaleza, mientras que la biología sintética escribe un código nuevo.

¿Para qué puede servir la biología sintética?

Las aplicaciones potenciales de la biología sintética son vastas y amplias: desde los sistemas de salud a la adaptación al clima, pasando por la agricultura, la industria y más allá.

Por ejemplo, las vacunas de ARNm utilizadas en todo el mundo contra el COVID-19 son una forma de biología sintética, al igual que las carnes vegetales utilizadas en la icónica hamburguesa vegana Impossible Burger, elaborada a partir de levaduras modificadas.

Dentro del campo de la conservación, el tema de si se debe o no hacer uso de la biología sintética “ha sido objeto de debate durante mucho tiempo”, señaló la UICN en un comunicado de prensa, “con una pequeña proporción de la comunidad conservacionista a favor, una pequeña proporción en contra, y la mayoría de los conservacionistas hasta ahora inseguros o indecisos sobre el tema”.

La organización subrayó que la biología sintética no puede ni debe sustituir a los esfuerzos existentes para combatir las crisis del clima y la biodiversidad, aunque podría complementarlos.

Por ejemplo, la ciencia podría utilizarse para aumentar la diversidad genética de las poblaciones amenazadas, haciéndolas más resistentes a las enfermedades y adaptables a las distintas fuentes de alimentos y al cambio climático.

En Australia, por ejemplo, los científicos están estudiando cómo utilizar la bioingeniería en los corales para que sean más resistentes al aumento de la temperatura del mar.

La biología sintética también podría utilizarse para erradicar especies invasoras ―una de las principales amenazas para la biodiversidad nativa del planeta―, por ejemplo haciendo que todas las crías de esas especies sean de un solo sexo o que sólo produzcan machos estériles.

Por ello, el campo “ofrece nuevas esperanzas para salvar a las numerosas especies amenazadas que se enfrentan a amenazas hasta ahora imposibles de manejar”, afirmó María Julia Oliva, miembro de la Comisión Mundial de Derecho Ambiental de la UICN y directora de políticas y transformación sectorial de la Unión de Biocomercio Ético.

Más allá del sector de la conservación, la biología sintética ya se está utilizando para explorar cómo recrear la desbordante cantidad de cosas que actualmente fabricamos a partir de productos petroquímicos contaminantes.

Por ejemplo, los científicos están creando microorganismos capaces de producir biocombustibles a partir de materias primas sostenibles, como biomasa vegetal e incluso residuos plásticos.

Otros están estudiando cómo cambiar las propiedades de fibras naturales como el algodón y el cáñamo ―para hacerlas impermeables, de secado rápido o resistentes a los rayos UV, por ejemplo―, y que puedan utilizarse para reemplazar fibras sintéticas derivadas del petróleo como el poliéster y el nailon.

También en la industria de la moda, los científicos ya están “programando” microbios para producir tintes para tejidos utilizando una fracción del agua y ninguno de los contaminantes o productos petroquímicos utilizados en la fabricación convencional a gran escala.

¿Cuáles son los riesgos y preocupaciones en torno a la biología sintética?

Junto a todas estas posibilidades inspiradoras, el campo de la biología sintética conlleva importantes riesgos ecológicos, de seguridad, sanitarios y éticos.

Las consecuencias imprevistas son un rasgo distintivo de muchos de los intentos de la humanidad por resolver los problemas de la naturaleza.

Pensemos en la introducción de sapos de caña invasores para controlar las plagas que devoran las plantaciones de caña de azúcar en Fiyi, o en las políticas de la UE para promover los biocombustibles, que en cambio incentivaron la tala de bosques tropicales antiguos para plantaciones de aceite de palma.

Dado que las repercusiones de la liberación de un sistema u organismo biológico sintético son de gran alcance, también es fundamental tener en cuenta quién decide al respecto y quién se beneficia.

“Las aplicaciones de la biología sintética tienen implicaciones para todos los sectores de la sociedad, en particular para los pueblos indígenas y las comunidades locales”, señala el comunicado de prensa de la UICN.

“La política expone en términos claros las consideraciones para garantizar la participación en la planificación y la toma de decisiones, incluyendo mediante el principio del consentimiento libre, previo e informado”.

El significado de tales decisiones también está mediado culturalmente.

Para los maoríes de Aotearoa (Nueva Zelanda), por ejemplo, la biología sintética supone un desafío especial para el whakapapa, las conexiones genealógicas a través de las cuales enmarcan el universo y entienden sus relaciones dentro de él.

Esto no significa que todos los maoríes se opongan a la biología sintética, pero sí que se necesitan determinados tipos de marcos de precaución que salvaguarden los intereses y valores indígenas.

La futurista Webb planteó una preocupación similar a la de muchos maoríes.

“Vivimos ahora en un mundo en el que existe un nuevo tipo de vida, cuyos padres no eran organismos vivos: los padres eran computadores y los científicos que introducían código en esos computadores”, afirmó. “Esto plantea la pregunta: ¿qué es la vida?”.

La respuesta que demos a esta pregunta tendrá importantes repercusiones en nuestros valores, leyes, instituciones y economía, añadió.

En este contexto, parece clave la “postura equilibrada” de la nueva política de la UICN, que “permite la innovación pero insiste en el escrutinio”, y ahora se necesitan políticas y marcos similares en todos los sectores y a escala local, nacional e internacional.

“Esta tecnología ya está aquí”, afirma Webb. “No se trata de un futuro lejano, sino de ahora, y no hay ningún sector al que no llegue en algún momento”.