E. coli, el microorganismo que transformó la biotecnología

Su nombre suele aparecer relacionado con intoxicaciones y enfermedades, pero esa reputación cuenta solo una parte de la historia. Durante más de un siglo, una bacteria habitual del intestino también ha permitido responder preguntas fundamentales sobre genética, medicina y biotecnología.

La E. coli comprende un grupo diverso de bacterias. Algunas cepas pueden causar enfermedades graves, mientras muchas forman parte de nuestra microbiota gastrointestinal y contribuyen al proceso digestivo y a la producción de vitaminas B y K.

Su importancia científica resulta todavía mayor. Experimentos realizados con esta bacteria ayudaron a comprender cómo se replica el ADN, cómo los genes producen proteínas y cómo las bacterias intercambian material genético, un mecanismo relacionado con la resistencia a los antibióticos.

E. coli se convirtió en un organismo esencial para la ciencia

El pediatra alemán Theodor Escherich aisló por primera vez esta bacteria en 1885 mientras investigaba la microbiota intestinal infantil. Su rápido crecimiento y fácil manipulación pronto despertaron el interés de otros científicos.

Durante la década de 1940, experimentos con la cepa no patógena K-12 demostraron que las bacterias podían intercambiar y recombinar genes. Posteriormente, este microorganismo ayudó a descifrar el código genético.

En la década de 1970, científicos introdujeron ADN extraño en la bacteria, un avance que contribuyó a establecer las bases de la biotecnología moderna. En 1978, investigadores consiguieron producir insulina humana sintética utilizando este microorganismo, evitando algunos problemas asociados con la insulina procedente de ganado vacuno y porcino.

Otro momento importante llegó en 1997, cuando se convirtió en uno de los primeros organismos cuyo genoma fue secuenciado completamente.

Actualmente, laboratorios e industrias utilizan cepas modificadas como auténticas microfábricas. Pueden producir proteínas, medicamentos, antibióticos, vacunas y sustancias químicas destinadas a diferentes procesos industriales.

Investigadores de la Universidad de Edimburgo incluso modificaron ejemplares para transformar una molécula derivada de residuos plásticos en paracetamol. Otros experimentos han explorado su capacidad para convertir desechos plásticos en aroma de vainilla y residuos de alcantarillado en compuestos utilizados en perfumes.

El dominio científico de una bacteria también genera preguntas

Su éxito tiene razones prácticas. Crece rápidamente, necesita relativamente pocos recursos, acepta ADN extraño, puede congelarse y reactivarse y ofrece décadas de conocimiento científico acumulado.

Sin embargo, algunos investigadores consideran que depender demasiado de un único organismo modelo podría limitar otros descubrimientos. Paul Jensen, de la Universidad de Michigan, sostiene que existen numerosas bacterias poco estudiadas que quizá realizan naturalmente procesos que los científicos intentan introducir artificialmente en otros microorganismos.

Una alternativa emergente es Vibrio natriegens. Esta bacteria, aislada durante la década de 1960 en un pantano salado de Georgia, puede crecer aproximadamente dos veces más rápido y absorber ADN extraño con gran eficiencia.

Buz Barstow, investigador de la Universidad de Cornell, estudia su potencial para proyectos relacionados con sostenibilidad, como producir combustible para aviación mediante dióxido de carbono y electricidad verde o recuperar tierras raras. Su laboratorio creó este año la empresa Forage Evolution para desarrollar herramientas destinadas a trabajar con este microorganismo.

Por ahora, V. natriegens todavía carece del conjunto de herramientas genéticas y la experiencia de uso a gran escala acumuladas alrededor de su competidora. Después de décadas de experimentación en decenas de miles de instituciones, pocos organismos han sido estudiados con tanta profundidad como la E. coli.

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