Investigadores de Dartmouth College han descubierto que la disposición de los genes, o 'sintaxis génica', dentro de un plásmido influye significativamente en la expresión génica. Este hallazgo destaca la importancia de la colocación de los genes, de manera similar a cómo el orden de las palabras afecta el significado de una oración.
La sintaxis génica importa
El estudio, publicado en el Journal of Biological Engineering, revela que la alteración de la sintaxis génica afecta el movimiento de la maquinaria transcripcional a lo largo del ADN, la interacción entre la replicación y la transcripción, y la variabilidad en la expresión génica. Los investigadores analizaron sistemáticamente el impacto del orden y la orientación de los genes en los plásmidos, que son pequeñas moléculas circulares de ADN que se encuentran a menudo en las bacterias y se utilizan para estudiar la función de los genes.
Diseño experimental y resultados
Los investigadores construyeron plásmidos con genes reporteros fluorescentes en diferentes órdenes y orientaciones, manteniendo idénticos los promotores y los sitios de unión ribosómicos. Los resultados demostraron que los cambios en la sintaxis génica conducían a diferencias significativas en los niveles de expresión y la variabilidad. Por ejemplo, la expresión de la proteína fluorescente verde (GFP) varió en más de 1,8 veces dependiendo de su ubicación. Los genes alineados en la misma dirección que el origen de replicación del plásmido exhibieron una mayor expresión, mientras que la orientación génica en tándem condujo a una expresión más fuerte, y la orientación divergente suprimió la actividad génica.
Implicaciones para la biología sintética
Cambiar el orden de los genes también alteró los niveles de expresión, confirmando que tanto la posición como la orientación influyen en la producción de genes. Estos hallazgos demuestran que la sintaxis génica es un elemento de diseño crucial. Al tratar la sintaxis génica como una variable ajustable, los biólogos sintéticos y los bioingenieros pueden mejorar la predictibilidad y la precisión de las herramientas genéticas, allanando el camino para técnicas de ingeniería genética optimizadas y circuitos genéticos más eficientes para diversas aplicaciones.