La naturaleza funciona con un conjunto limitado pero muy preciso de reacciones químicas. Son las que permiten que vivan y funcionen todos los seres vivos, desde bacterias hasta nosotros, los humanos. Pero fuera de la naturaleza, los científicos han desarrollado muchas otras reacciones químicas, gracias al campo de la química orgánica sintética. Estas reacciones no ocurren naturalmente en los seres vivos, pero son muy útiles. Entonces, una gran idea es tratar de llevar esas reacciones “no naturales” al interior de organismos vivos. ¿Para qué? Para que, por ejemplo, bacterias puedan producir sustancias útiles de forma más ecológica y renovable.
En un nuevo estudio publicado en Nature, un grupo de científicos logró algo en esa línea: introducir una reacción química artificial dentro de la bacteria Escherichia coli (E. coli). Esta bacteria es muy conocida, tanto por su uso en laboratorios como por ser parte normal del intestino humano. Aunque algunas cepas pueden causar enfermedades, la mayoría —y especialmente las usadas en investigaciones científicas— son seguras y no patógenas. De hecho, son una especie modelo para estudiar cómo funcionan los organismos a nivel molecular.
Puede ver: La cámara digital más grande del mundo revela sus primeras imágenes del universo
Lo que hace especial a este estudio es que los investigadores lograron que E. coli realizara una reacción química que normalmente no ocurre en la naturaleza.
Se trata del reordenamiento de Lossen, una transformación que convierte unas moléculas llamadas hidroxamatos de acilo en aminas primarias, usando un catalizador muy sencillo: fosfato. Las aminas primarias son piezas fundamentales para construir muchas otras sustancias, incluyendo compuestos esenciales para el crecimiento de las bacterias.
Para comprobar que esta reacción funcionaba dentro de células vivas, los científicos diseñaron una cepa de E. coli que no podía producir una molécula crucial para su desarrollo: el ácido para-aminobenzoico (PABA), necesario para que la bacteria crezca. Cuando activaron la nueva reacción química en su interior, la bacteria volvió a producir PABA por sí sola y, como resultado, pudo crecer nuevamente. Esto demostró que la reacción no solo funcionaba, sino que podía integrarse al metabolismo natural de un organismo vivo.
Dicho en palabras mucho más simples: los científicos lograron que una bacteria hiciera una especie de “truco de laboratorio” dentro de su propio cuerpo, usando una reacción química que no suele existir en los seres vivos. Gracias a ese truco, la bacteria fabricó una sustancia que necesitaba para sobrevivir. Como parte del estudio, los investigadores demostraron que uno de los componentes clave para esa reacción (el hidroxamato) puede obtenerse a partir del PET, el plástico usado en botellas. Es decir, los científicos convirtieron residuos plásticos en una sustancia que la bacteria puede transformar gracias a la reacción artificial que le agregaron.
Puede ver: Preocupación en la Antártida: poblaciones de focas caen por pérdida de hielo marino
Pero además de limpiar plástico, el proceso también puede usarse para fabricar moléculas útiles para la industria, como el acetaminofén, uno de los analgésicos más usados del mundo.
“Es un ejemplo de cómo la biología y la química pueden trabajar juntas para resolver algunos de nuestros mayores retos, como reducir la contaminación y fabricar medicamentos de forma más sostenible”, dijo a SINC Stephen Wallace, primer autor del trabajo. “Para poder utilizarlo como medicamento tendría que someterse a estrictas pruebas de seguridad y a la aprobación de las autoridades reguladoras. Es un proceso largo, y con razón. Pero este trabajo sienta las bases de lo que algún día podría ser una forma más limpia y sostenible de producir medicamentos”.
👩🔬📄 ¿Quieres conocer las últimas noticias sobre ciencia? Te invitamos a verlas en El Espectador. 🧪🧬
