Al empresario con sede en San Francisco, Antony Evans, se le ocurrió una idea radical para frenar el uso de energía: "¿Qué pasa si usamos árboles para iluminar nuestras calles en lugar de farolas eléctricas?"
Evans y sus colegas, los biólogos Omri Amirav-Drory y Kyle Taylor, quieren crear plantas que literalmente brillen. Evans se inspiró en organismos transgénicos, plantas o animales con genes de otras especies en su propio ADN, que se han utilizado para satisfacer muchas necesidades humanas. Un gen de la bacteria Bacillus thuringiensis se introduce rutinariamente en el maíz y el algodón, por ejemplo, para hacer que los cultivos sean resistentes a los insectos. En un método llamado "pharming", los científicos han insertado genes humanos en plantas y animales para que estos huéspedes puedan producir proteínas para productos farmacéuticos. Otros han agregado un gen de la gelatina de cristal responsable de crear proteínas fluorescentes verdes para animales como gatos y cerdos; De esta manera, pueden determinar si una enfermedad se ha transmitido de una generación a otra, simplemente al ver si la descendencia brilla en la oscuridad.
Esta primavera, el equipo de Evans publicó un video en Kickstarter, explicando cómo planean insertar genes de bacterias bioluminiscentes en una especie de flora como un primer paso para crear árboles brillantes. Para alimentar la imaginación de los espectadores, el video incluía una imagen de Pandora, el escenario luminoso de mediados del siglo XX de la película Avatar . En una campaña escandalosamente exitosa de 46 días, el grupo recaudó casi $ 500, 000 para financiar el esfuerzo. Hablé con Evans sobre su proyecto.
Los científicos diseñaron genéticamente la primera planta que brilla en la oscuridad en la década de 1980, una planta de tabaco con un gen de luciérnaga insertado. Históricamente, ¿cuál ha sido el propósito de hacer esto?
La primera vez, creo, fue solo un proyecto de demostración. Pero los científicos lo han usado desde entonces para estudiar cosas como el crecimiento de las raíces. Realmente lo usan para fines de investigación básica.
Tradicionalmente, lo que han hecho es insertar el gen de la luciferasa [una enzima de un organismo luminiscente] junto con un promotor [una región al comienzo de un gen que le dice a una célula que comience la transcripción, el primer paso para producir una proteína] y luego agregue la luciferina [un químico que produce luz cuando se oxida] manualmente. Incluso han tenido estas plantas brillantes en la Estación Espacial Internacional, por lo que es una técnica bastante bien establecida.
Para su proyecto de planta brillante, ha elegido utilizar una especie de floración llamada Arabidopsis thaliana . ¿Por qué esta planta?
Elegimos esta planta porque ha sido extremadamente bien estudiada por la comunidad académica. Es la mosca de la fruta de la biología vegetal. La razón por la que se ha estudiado tanto es porque tiene el genoma más corto de cualquier planta [en flor].
¿Qué gen estás agregando para crear el brillo?
Estamos utilizando genes de Vibrio fischeri . Es una bacteria marina.
¿Cómo se hace esto? ¿Me puede llevar a través del proceso de creación de una planta brillante?
Comenzamos con un software llamado Genome Compiler. Genome Compiler nos permite buscar secuencias de genes y luego modificar esas secuencias de genes en una agradable interfaz gráfica de usuario. Utilizamos ese software para buscar los genes Vibrio fischeri, y luego hacemos algo llamado código y optimización, que básicamente ajusta las secuencias para que [funcionen] en las plantas en lugar de en las bacterias. Luego sintetizamos el ADN. Hay un botón "imprimir", y nosotros "imprimimos" ese ADN. Eso envía el archivo por correo electrónico a una empresa, que hace el ADN por nosotros. Nos devolvieron eso, y luego hacemos dos cosas.
Primero, insertamos el ADN en algunas bacterias llamadas agrobacterias. Esa bacteria es muy inteligente, ha descubierto cómo hacer ingeniería genética por su cuenta. [La bacteria] inserta el ADN en los gametos femeninos de la planta. Podemos cultivar las semillas que provienen de esas flores, y tendremos el ADN que diseñamos en la computadora en la planta. Lo segundo que estamos haciendo es usar una pistola de genes, que es un equipo que dispara el ADN a alta velocidad hacia las células de la planta. Algunas de esas células absorberán el ADN y comenzarán a expresarlo.
Estás haciendo tu parte del trabajo en BioCurious, un laboratorio de bio comunidad en Sunnyville, California, en Silicon Valley. ¿Pero cómo es esto? ¿Es esto algo que un manipulador de garaje puede manejar?
Como parte de la campaña de Kickstarter, tenemos un kit que puede usar para hacer una de estas plantas. La parte difícil es diseñar las secuencias, pero una vez que alguien las haya descubierto, puede seguir la receta.
En total, tenías 8.433 patrocinadores de Kickstarter que prometieron $ 484.013. ¿Te sorprendió esta reacción?
Estábamos apuntando a $ 65, 000, por lo que es genial que tengamos tanto. Con Kickstarter, nunca se sabe. Sabíamos que teníamos algo interesante, porque todos querían hablar al respecto. Pero, no sabíamos que sería tan grande.
¿Cuán realista es pensar que algún día podríamos tener árboles que brillan en la oscuridad que bordean las calles en lugar de las farolas?
Creemos que debería ser viable, pero definitivamente es un objetivo a largo plazo. El gran desafío con los árboles es que los árboles tardan mucho en crecer. Hacer experimentos en árboles y probar diferentes promotores llevará mucho tiempo. Realmente necesitamos una de las pocas tecnologías diferentes para salir. Una sería una mejor tecnología de simulación, para poder simular las secuencias de genes en una computadora. Dos serían una bioimpresora o algo similar, para poder imprimir una hoja y probar de manera realista las secuencias en la hoja [en lugar de tener que esperar a que crezca un árbol completo]. O, tercero, sería alguna forma de hacer terapia génica en árboles y ajustarlos in situ y usarlos para cambiar su ADN. Necesitamos algunos desarrollos en uno de esos antes de que podamos realmente enfrentar grandes árboles.
En los cálculos preliminares, calcula que un árbol brillante que cubre aproximadamente 1, 000 pies cuadrados arrojaría tanta luz como una farola.
Será un tipo de efecto de iluminación muy diferente. Si piensas en la forma en que se ilumina el día, la luz proviene de todo el cielo; no solo proviene de un punto, mientras que las bombillas provienen de un punto. Nuestra iluminación será mucho más difusa y pensamos mucho más bella.
¿En qué mira ahora?
Estamos enfocados en ejecutar las cosas que prometimos a nuestros patrocinadores de Kickstarter. Entonces, estamos haciendo el trabajo, preparando el laboratorio, ordenando el ADN y comenzando a transformar las plantas [ Arabidopsis ].
Usted y sus colegas prometieron enviar a cada partidario, de cierto nivel de donación, una planta brillante. ¿Qué puede esperar la gente? ¿Qué tan fuerte será la luz y cuánto durará?
La luz estará encendida por la noche mientras la planta esté viva, pero no será súper brillante. Apuntamos a algo como la pintura que brilla en la oscuridad. Necesitas estar en una habitación oscura, y luego puedes ver que brilla tenuemente. A partir de ahí, trabajaremos para optimizar y aumentar la salida de luz.
En el video de la campaña, usted dice: "la planta brillante es un símbolo del futuro". ¿Cómo se ve este futuro para usted?
El futuro al que nos referimos es un futuro de biología sintética. Creemos que este tipo de tecnología se democratizará; Será accesible para muchas personas. Me gustaría ver un futuro donde los adolescentes y los aficionados estén genéticamente diseñando cosas en casa o en bio laboratorios de bricolaje. Queremos representar ese futuro, decirle a la gente que se acerca y comenzar una discusión sobre esta tecnología: lo que significa y lo que significa para nosotros.
Esta tecnología se está adoptando rápidamente. Va a ser muy transformador, y creo que es hora de que las personas se den cuenta de su potencial y se interesen por él. Habrá algunas oportunidades fantásticas en él, por lo que si la gente mira el proyecto y piensa "Me gustaría hacer eso", creo que la respuesta es "Puedes". Simplemente ve a tu laboratorio local de bioquímica de bricolaje y comienza jugando, comienza a aprender.
¿Se están creando otros organismos transgénicos que le parezcan prometedores?
Hay toneladas de personas trabajando en cosas, toneladas y toneladas y toneladas. Si observa los proyectos de la Fundación iGEM [International Genetically Engineered Machine], puede ver algo de la amplitud y variedad de cosas que se están haciendo. La seda de araña es genial. Creo que los chicos que trabajan en nuevas versiones de carne son geniales. Hay algunas cosas interesantes que suceden con las algas en el laboratorio de bio en South Bay [San Francisco], BioCurious. Ingeniería de algas para que podamos usarla para la producción de energía. Creo que hay mucho trabajo por hacer en eso, pero es muy prometedor.
¿Hay algún proyecto que te preocupe?
No por ahora. Pero, creo que algunas cosas aterradoras sucederán eventualmente.
Algunas personas han expresado su preocupación por la distribución de plantas brillantes y la liberación de plantas sintéticas en la naturaleza. ¿Qué tienes que decir a los que temen esto?
La gente ha estado genéticamente manipulando plantas durante muchas décadas. Solo estamos siguiendo los pasos de todas las otras plantas que ya se han lanzado en los últimos 20 años. No creemos que estemos haciendo algo radicalmente diferente. Lo diferente de este proyecto es cómo se ha financiado y que el trabajo se está llevando a cabo en un laboratorio de biodiálisis en lugar de en una institución de investigación profesional.
