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Riesgos ecológicos asociados con la liberación de organismos sintéticos.Ecological risks associated with the release of synthetic organisms
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Riesgos ecológicos asociados con la liberación de organismos sintéticos
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Ecological risks associated with the release of synthetic organisms
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Impactos potenciales de la biología sintética en la
conservación y uso sostenible de la biodiversidad
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Grupo ETC
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Etnopaisaje.com
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¿Qué es la biología sintética?
La biología sintética se refiere de manera amplia al uso de ingeniería biológica, asistida por
computadoras, para diseñar y construir en laboratorio nuevas partes biológicas, herramientas y
sistemas que no existen en la naturaleza y el rediseño de los organismos biológicos existentes,
especialmente partes modulares. La biología sintética intenta aplicar un enfoque predictivo de
ingeniería usando “partes” genéticas que se piensa estén bien caracterizadas y cuyo
comportamiento puede predecirse de manera racional.
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La biología sintética no es una tecnología discreta o una disciplina científica; se entiende mejor
en el contexto de las múltiples disciplinas convergentes científicas y tecnológicas. En particular,
la biología sintética involucra la biología molecular, genómica, ingeniería, nanobiotecnología y
tecnologías del a información.
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Aunque no existe una definición aceptada universalmente, la biología sintética ha sido definida
por un número de organismos científicos o gubernamentales. Por ejemplo:
“La biología sintética es un área emergente de investigación que puede describirse manera
amplia como el diseño y la construcción de nuevas rutas biológicas, organismos o herramientas
facturados en laboratorio, o el re diseño de los sistemas naturales biológicos ya existentes.” —
Royal Society del Reino Unido2.
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La biología sintética es el diseño de componentes biológicos y sistemas que no existen en la
naturaleza y el re-diseño de elementos biológicos ya existentes; está enfocado en el diseño
intencional de sistemas biológicos artificiales en vez de en la comprensión de la biología
natural. Dirección General de Investigación de la Unión Europea (octubre de 2005).
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A diferencia de otras formas de contaminación, como los derrames químicos, que pueden ser
contenidos o limpiarse, los organismos vivos que se reproducen no pueden traerse de regreso una vez liberados en el ambiente (Snow 2010). Un reporte de 2009 señala que “incluso si la fuente de todas las partes de un microorganismo sintético se conocen, y se comprende cada nuevo circuito genético, será difícil predecir si el organismo tendrá características inesperadas que emerjan.” (Rodemeyer 2009, p. 27). Si bien los organismos diseñados tal vez no tengan una ventaja fisiológica al encontrarse en el ambiente, también es posible que puedan encontrar un nicho ecológico, sobrevivir y reproducirse e intercambiar genes con otras especies.
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Los organismos sintéticos liberados podrían ocasionar contaminación genética, amenazar la
biodiversidad y el bienestar y sustento de las comunidades cercanas. La mayoría de los
organismos diseñados mediante biología sintética (como algas, levaduras, E. coli) de manera
natural y regular intercambian genes
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Organismos diseñados para producir químicos industriales o combustibles, que puedan salir del
confinamiento podrían también convertirse en una nueva clase de contaminantes. Las algas
diseñadas para producir aceites, por ejemplo, podrían escapar y continuar su producción de
aceites, pero en una vía acuática local. Un organismos diseñado para descomponer la caña de
azúcar podría escapar y continuar consumiendo azúcar en el ambiente que la rodea
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Una aplicación industrial común de la biología sintética es el desarrollo de microbios para
transformar la celulosa y otros azúcares en compuestos industriales. Existe preocupación de
que tales organismos, si fuesen liberados en ambientes ricos en celulosa (tierras, bosques,
etc.)m podría continuar secretando contaminantes ambientales.
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En un caso paralelo, cuando
los investigadores agregaron Klebsiella planticola (una bacteria común de la tierra diseñada
mediante técnicas de ADN recombinante para mejorar la fermentación del etanol de trigo) a
unas tierras en el laboratorio, el microbio diseñado sobrevivió y después de tres semanas
disminuyó significativamente el número de nemátodos que se alimentan de bacterias y hongos,
subsecuentemente matando las plantas de trigo que crecían en esos suelos (Holmes et al
1999)
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La bacteria natural, la no diseñada, no tuvo esos efectos. Los autores sugirieron que la
Klebsiella planticola diseñada utilizó raíces de plantas y materia orgánica en la tierra para
continuar la producción de etanol. Este caso ilustra los enormes impactos potenciales en el
ecosistema que puede ocasional la introducción de genes y organismos nuevos, ante la
ausencia de una evaluación de riesgos adecuada y de estrategias de mitigación,
particularmente donde los microorganismos están diseñados para producir compuestos
industriales o para usar celulosa y otros azúcares comunes como alimentación.
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Organismos sintéticos para usos comerciales están siendo desarrollados en
establecimientos con confinamiento físico parcial (es decir, tanques de fermentación o biorreactores) así como organismos para usarse en el ambiente, no contenidos (como la producción de biocombustibles con algas modificadas sintéticamente en estanques a cielo
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Las aplicaciones actuales de la biología sintética se enfocan en cuatro áreas de producción
principales —tres de las cuales dependen en gran medida de los procesos de transformación
de la biomasa: 1) biocombustibles; 2) químicos a granel y especiales; 3) síntesis de productos
naturales, incluso compuestos médicos; 4) aplicaciones biomédicas
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Potential impact of synthetic biology on the
conservation and sustainable use of biodiversity
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What is synthetic biology?
Synthetic biology refers broadly to the use of biological engineering, assisted by
computers, to design and build new biological parts laboratory, tools and
systems that do not exist in nature and the redesign of existing biological organisms,
especially modular parts. Synthetic biology attempts to apply a predictive approach
engineering using «parts» that are thought to be genetic well characterized and whose
behavior can be predicted in a rational manner.
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Synthetic biology is not a discrete technology or scientific discipline, is best understood
in the context of the many scientific and technological disciplines converged. In particular, Synthetic biology involves molecular biology, genomics, engineering, and nanobiotechnology information technologies.
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Although there is no universally accepted definition, synthetic biology has been defined
by a number of scientists or government agencies. For example:
«Synthetic biology is an emerging area of research that can be described as
wide as the design and construction of new biological pathways, organisms or tools
billed laboratory, or redesign of existing biological natural systems. «-
Royal Society Kingdom2.
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Synthetic biology is the design of biological components and systems that do not exist in
nature and the redesign of existing biological elements, is focused on the design
intentional artificial biological systems instead of in the understanding of the biology
natural. DG Research of the European Union (October 2005).
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Unlike other forms of pollution, such as chemical spills, which can be
contained or cleaned, living organisms that reproduce can not be brought back
once released into the environment (Snow 2010). A 2009 report notes that «even if the
source of all parts of a microorganism known synthetic, and each comprising
new genetic circuit, it is difficult to predict whether the agency will have unexpected features
emerge. «(Rodemeyer 2009, p. 27). While engineered organisms may not have
a physiological advantage to be in the environment, it is also possible to find
an ecological niche, survive and reproduce and exchange genes with other species.
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Synthetic organisms could cause genetic pollution released, threaten
biodiversity and the welfare and livelihood of the surrounding communities. Most
designed using synthetic biology organisms (such as algae, yeast, E. coli) such
exchange genes regulate natural
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Organizations designed to produce industrial chemicals or fuels, they can leave the
confinement could also become a new class of pollutants. algae
oils designed to produce, for example, could escape and continue production of
oils, but in a waterway local. A designed for decomposing organisms cane
sugar could escape and continue to consume sugar in the surrounding environment
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A common industrial application of synthetic biology is to develop microbes for
transforming cellulose and other sugars in industrial compounds. There is concern
that such bodies, if they were released in environments rich in cellulose (land, forests,
etc..) m could continue secreting environmental pollutants.
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In a parallel case, when
Klebsiella planticola researchers added (a common bacterium designed land
using recombinant DNA techniques to improve the ethanol fermentation of wheat) to
some land in the laboratory, the engineered microbe survived and after three weeks
significantly decreased the number of nematodes that feed on bacteria and fungi,
subsequently killing wheat plants growing in such soil (Holmes et al
1999)
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The natural bacteria, not designed, did not have these effects. The authors suggested that Klebsiella planticola designed used plant roots and organic matter on earth to continue the production of ethanol
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This case illustrates the enormous potential impacts on
ecosystem that can occasionally introducing new genes and organisms, to the
absence of a proper risk assessment and mitigation strategies,
particularly where microorganisms are designed to produce compounds
cellulose or for industrial use and other common sugars as feedstock.
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Synthetic organisms for commercial uses are being developed in
partial physical confinement establishments (ie fermentation tanks or
bioreactors) and organisms for use in the environment are not contained (as
biofuel production with synthetically modified algae in ponds to
open).
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Current applications of synthetic biology focus on four areas of production
main-three of which depend largely on the process of transformation
biomass: 1) biofuels, 2) bulk and specialty chemicals, 3) synthesis of
natural compounds including physicians, 4) biomedical applications
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