Nuevo centro de genómica sintética

Los miembros de la Junta Directiva Edward Lemke, Sylvia Erhardt y el portavoz del centro Michael Knop, así como Phil-Alan Gärtig de la Fundación Carl Zeiss (de izquierda a derecha, foto: Universidad de Heidelberg – Comunicación y Marketing, Uwe Anspach) / de izquierda a derecha: Los tres miembros de la Junta Directiva Edward Lemke, Sylvia Erhardt y el portavoz del centro Michael Knop, así como Phil-Alan Gärtig de la Fundación Carl Zeiss (Foto: Uwe Anspach, Universidad de Heidelberg – Comunicación y Marketing)

Impulsar la aplicación y el desarrollo de nuevas tecnologías de síntesis de ADN para allanar el camino hacia la fabricación de genomas completamente artificiales – ese es el objetivo de un nuevo centro interdisciplinario que se está creando en la Universidad de Heidelberg, el Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) y la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (JGU). En el Center for Synthetic Genomics, se promoverán nuevos avances en la Genómica Sintética mediante investigación básica y desarrollo tecnológico, utilizando métodos de inteligencia artificial (IA). La construcción está siendo apoyada por la Fundación Carl Zeiss (CZS) durante un período de seis años con un total de doce millones de euros.

A largo plazo, se busca que sea posible diseñar y fabricar secuencias de ADN largas para aplicaciones en investigación, ciencias de materiales a nanoescala o medicina. El primer portavoz del nuevo centro es el biólogo de sistemas, el profesor Michael Knop, subdirector del Centro de Biología Molecular de la Universidad de Heidelberg (ZMBH).

Mientras que las últimas dos décadas en la investigación genómica han estado marcadas por el desarrollo de nuevas técnicas de secuenciación del genoma, en el futuro será posible modificar genomas cada vez más rápido y fácilmente, incluso crear genomas completamente nuevos, gracias a procedimientos innovadores de síntesis de ADN y ensamblaje de genomas. Esta visión será perseguida en los próximos años por el Centro para Genómica Sintética Heidelberg – Karlsruhe – Mainz (CZS Center SynGen). Los investigadores de las tres universidades también planean diseñar secuencias de ADN sintético mediante análisis y modelado basados en IA, con el fin de modificar específicamente el genoma de organismos y dotarlos de nuevas funcionalidades. El objetivo es obtener llamados biológicos, es decir, productos fabricados biotecnológicamente. Estos se utilizarán a largo plazo para producir medicamentos basados en biotecnología, desarrollar terapias génicas para enfermedades, criar plantas resistentes a plagas, producir biocombustibles o impulsar la investigación en materiales innovadores.

“Con los centros CZS, reunimos conocimientos especializados de diferentes ubicaciones y disciplinas. Justamente, las ciencias de la vida requieren una alta interdisciplinariedad. En el CZS Center SynGen, impulsaremos la fabricación de ADN artificial y aprovecharemos su inmenso potencial para la investigación, la medicina y más allá”, explica el Dr. Felix Streiter, director general de la Fundación Carl Zeiss, quien motiva el apoyo al segundo centro CZS en Alemania.

“El Center for Synthetic Genomics combina las competencias de tres instituciones de investigación de alto nivel, que ahora trabajan conjuntamente desde la investigación básica hasta el desarrollo tecnológico en un campo de futuro importante”, afirma el profesor Oliver Kraft, en representación del presidente del KIT. “El objetivo son aplicaciones diversas en biotecnología, por ejemplo, para la medicina, pero también para las ciencias de materiales. Nos complace mucho poder contribuir con nuestro conocimiento”.

Genómica Sintética

“La genómica sintética es un campo de investigación joven, pero que crece rápidamente a nivel mundial, con potencial de transferencia para abordar diversos desafíos sociales relevantes. En nuestro nuevo centro, reunimos la experiencia complementaria de las tres universidades de Heidelberg, Karlsruhe y Mainz en ciencias de la vida, ingeniería de sistemas moleculares y investigación biomédica. Así, queremos gestionar todos los pasos de la genómica sintética, desde el diseño hasta la fabricación y la aplicación de materiales genéticos y organismos sintéticos”, dice el portavoz del centro, el profesor Michael Knop. “El nuevo centro nos dará una oportunidad única para conectar las diferentes experticias y disciplinas. Especialmente, el diálogo entre biología y medicina con expertos en simulación y modelado nos mostrará nuevos caminos, no solo para generar genomas sintéticos, sino también para comprender y aprovechar mejor las modificaciones naturales y artificiales, así como los mecanismos epigenéticos”, explica la profesora Sylvia Erhardt, bióloga molecular del KIT. El directorio tripartito del CZS Center SynGen está integrado, además de Knop y Erhardt, por el químico biofísico profesor Edward Lemke, de la Universidad de Mainz.

El CZS Center SynGen inició sus actividades en enero de 2024. En sus tres sedes, investigadores de diversas disciplinas colaboran, incluyendo biología, bioquímica, biofísica, biotecnología, biología sintética e ingeniería biomédica, así como filosofía, derecho, genómica, inmunología, epigenética, virología y ciencia de datos. Además, se pretende atraer a otros expertos internacionales y a jóvenes investigadores para trabajar en el nuevo centro. También se establecerá en Heidelberg un centro de competencia para la síntesis de ADN sintético, llamado CZS Center Synthetic DNA Accelerator Lab. En Karlsruhe, se ampliará la plataforma virtual de materiales existente con una unidad de ADN para potenciar la experiencia en modelado multiescala y diseño virtual de ácidos nucleicos como el ADN. Además, científicos del Centro Alemán de Investigación del Cáncer y del Heidelberg Institute for Theoretical Studies participarán en el CZS Center SynGen, junto con socios externos de la ciencia y la industria.

El CZS Center SynGen fue inaugurado oficialmente con un acto de celebración el 4 de marzo de 2024 en la Universidad de Heidelberg. A este evento asistieron, además de los investigadores principales, representantes de la Fundación Carl Zeiss y de las universidades participantes.

Sobre la Fundación Carl Zeiss

La Fundación Carl Zeiss tiene como objetivo crear espacios libres para avances científicos. Como socio de la ciencia de excelencia, apoya tanto la investigación básica como la investigación aplicada y la enseñanza en las áreas STEM (matemáticas, informática, ciencias naturales y tecnología). Fundada en 1889 por el físico y matemático Ernst Abbe, la Fundación Carl Zeiss es una de las más antiguas y grandes fundaciones privadas de apoyo a la ciencia en Alemania.