Inteligencia artificial aplicada a la biotecnología
La biotecnología lleva décadas utilizando ingeniería genética para dotar a las bacterias de nuevas funciones mediante la inserción de genes foráneos. Sin embargo, esta estrategia plantea problemas de estabilidad y aceptación social. Frente a ello, GenRewire propone un cambio de paradigma: reprogramar proteínas nativas con ayuda de algoritmos de inteligencia artificial y simulaciones en superordenadores.
Si las proteínas nativas pueden ser rediseñadas computacionalmente para hacer algo nuevo, no necesitamos alterar el equilibrio genético de la célula con elementos externos.
Manuel Ferrer, investigador del CSIC en el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica.
Una E. coli entrenada para degradar plásticos
Como demostración, los equipos del CSIC y el BSC lograron que la bacteria Escherichia coli adquiriera la capacidad de biodegradar partículas de PET en escala nanométrica. Se trata de plásticos muy presentes en envases y textiles, considerados una de las principales fuentes de contaminación ambiental y riesgos para la salud.
Para conseguirlo, los investigadores reprogramaron dos proteínas bacterianas mediante IA y supercomputación, sustituyendo a las originales en el genoma sin añadir ADN externo.
Nuestro enfoque es único porque combina inteligencia artificial, simulación por supercomputación y edición genética precisa para incorporar nuevas actividades en proteínas naturales.
Víctor Guallar, investigador del BSC.
Gracias al superordenador MareNostrum 5, el equipo pudo completar la reprogramación virtual en apenas unas semanas. “Reprogramamos la bacteria virtual en tan solo tres o cuatro semanas”, detalló Joan Giménez, también del BSC.
Un método más estable y seguro
A diferencia de las técnicas clásicas, GenRewire evita que las bacterias se vuelvan inestables o pierdan eficiencia al incorporar genes ajenos. “Hemos demostrado que es posible rediseñar bacterias desde dentro, sin alterar su naturaleza con elementos externos”, destacaron Paula Vidal y Laura Fernández, investigadoras del CSIC.
El resultado no solo permite la degradación del plástico, sino también su transformación en compuestos útiles para la industria, lo que abre la puerta a modelos de economía circular basados en organismos modificados con IA.
Consecuencias y futuro de la investigación
El trabajo, publicado en Trends in Biotechnology, señala que la técnica podría aplicarse a otros organismos, desde cultivos agrícolas hasta líneas celulares humanas. Al no depender de ADN externo, se reducen riesgos legales, éticos e inmunológicos, lo que aumenta sus posibilidades de adopción en biomedicina y biotecnología.
Si GenRewire sigue avanzando, podría convertirse en una herramienta estratégica para el diseño de organismos inteligentes, capaces de afrontar retos globales como la contaminación, la producción de biocombustibles o el desarrollo de nuevos fármacos.
Este logro ilustra cómo la inteligencia artificial y la supercomputación están redefiniendo la biología sintética, permitiendo un control más preciso y seguro sobre los genomas sin necesidad de introducir material genético extraño.
La fotografía de representación de esta noticia pertenece a la nota de prensa del CSIC.
