A medio siglo del inicio de la ingeniería genética moderna con la primera clonación de DNA
Un artículo publicado en 1973 demostró que era posible hacer copias idénticas de genes aislando fragmentos de DNA de células vivas
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La biotecnología moderna, desde medicamentos hasta terapias genéticas, se apoya en la capacidad de replicar el DNA, permitiendo estudiar genes específicos o producir moléculas específicas. En 1973, un artículo fundamental publicado en Proceeding National Academy of Sciences detalló un avance crucial liderado por Stanley Norman Cohen, profesor de Genética y Medicina en la School of Medicine, Stanford University, y su equipo: la clonación de DNA mediante plásmidos, pequeños anillos de DNA presentes en bacterias. Esta técnica posibilitó la multiplicación de secuencias de DNA insertadas en los plásmidos.
Stanley Cohen y el profesor Herbert Boyer de la University of California San Francisco (UCSF) fueron los primeros científicos en clonar DNA y trasplantar genes de un organismo vivo a otro, un logro que a menudo se considera el nacimiento de la ingeniería genética y las terapias de DNA.
Al incorporarse al claustro de Stanford en 1968, inició experimentos orientados a comprender los mecanismos genéticos detrás de la resistencia a los antibióticos en las bacterias. Los estudios que se diseñaron y llevaron a cabo para investigar dicha resistencia dieron como resultado la invención de la clonación de DNA, que se desarrolló originalmente para identificar genes plásmidos que codifican rasgos específicos de resistencia a los antibióticos.
Para investigar los plásmidos que diseminan genes de resistencia, era esencial generar y aislar poblaciones bacterianas que albergaran la descendencia de moléculas individuales de DNA plasmídico, es decir, realizar la clonación del DNA plasmídico. El laboratorio de Cohen desarrolló un método para ello, empleando cortes mecánicos para fragmentar el DNA plasmídico en piezas que pudieran unirse de diversas maneras.
En 1972, Cohen conoció a Boyer, cuyo laboratorio estudiaba enzimas que cortaban moléculas de DNA plasmídico de manera más reproducible que la fragmentación mecánica. El corte del DNA por una de estas enzimas de restricción, llamada EcoRI, era específico del sitio y los extremos de DNA que genera podían unirse.
Cohen y Boyer comenzaron una colaboración para construir y clonar plásmidos que contenían nuevas combinaciones de fragmentos de DNA. Su primer artículo que describía cómo se podían generar nuevos plásmidos mediante la unión de fragmentos derivados de moléculas de DNA separadas se publicó en 1973. En 1974, el laboratorio de Cohen informó que se podían combinar y clonar construcciones de plásmidos que contenían fragmentos de DNA de diferentes especies bacterianas, y que los genes transportados por esos fragmentos podían expresarse funcionalmente en un hospedador.
El mismo año, el artículo de Cohen, Boyer y otros, Replication and transcription of eukaryotic DNA in Esherichia coli, demostró que incluso los genes transportados por DNA de especies animales podían aislarse al clonarlos en bacterias.
Desde la perspectiva de Cohen, el uso de los métodos de clonación de DNA podía proporcionar información importante sobre el funcionamiento de los genes y las células en la salud y la enfermedad.
Los enfoques de clonación de DNA que Cohen y Boyer inventaron, que ahora se conocen como tecnología de DNA recombinante, fueron patentados por Stanford y la UCSF en 1980, y condujeron al desarrollo de la industria de la biotecnología. Antes de su vencimiento, en 1997, su patente semilla tuvo 461 licencias, la mayor cantidad para cualquiera de las más de 30 patentes que resultaron del trabajo en el laboratorio de Cohen.
El trabajo de Cohen y Boyer marcó el comienzo de la ingeniería genética moderna y sentó las bases para las posteriores técnicas de clonación del DNA.