¿Recordáis el Proyecto Genoma Humano? Fue una iniciativa de colaboración internacional que se llevó a cabo entre 1990 y 2003 (se logró acabar dos años antes de lo previsto) y que mapeó y secuenció el genoma humano. Es decir, nos permitió descifrar, “leer” todo nuestra información genética (y situarla en los genes y cromosomas). Supuso un gran esfuerzo coordinado para leer los aproximadamente tres mil millones de “letras” que componen. Además, la información se divulgó de manera libre y abierta, algo impensable hasta entonces.

Hitos del Proyecto Genoma Humano https://www.genome.gov/sites/default/files/media/files/2020-09/HGP_Timeline.pdf

Pues bien, estamos llegando un paso más allá. Ya sabemos leer el genoma y ahora estamos aprendiendo a escribirlo. El 26 de junio de 2025, Wellcome Trust, una organización benéfica de investigación biomédica cuya sede está en Londres, anunció el lanzamiento del Proyecto del Genoma Humano Sintético (SynHG). Se trata de un proyecto internacional que pretende desarrollar la tecnología necesaria para sintetizar genomas humanos. Obviamente esto puede suponer una revolución médica, pero también plantea interrogantes éticos profundos. Wellcome también participó en la financiación del Proyecto Genoma Humano.

Antecedentes: Proyecto Genoma Humano

El 26 de junio de 2000, el expresidente estadounidense Bill Clinton y el primer ministro británico Tony Blair anunciaron un hito histórico: la conclusión del borrador del Proyecto Genoma Humano. Lo que había comenzado como una idea “tímida” de unos biólogos universitarios en la década de los 80, se había convertido en un macroproyecto internacional. Aquí podéis leer un poco de su historia.

La secuencia preliminar se publicó en febrero de 2001 en sendos artículos en las revistas Nature y Science. ¿Por qué dos artículos? Pues porque en realidad no hubo una única iniciativa. Existieron dos proyectos paralelos. Había uno privado, liderado por Craig Venter y llevado a cabo por medio de su empresa Celera Genomics Corp. Este proyecto publicó sus resultados en Science. El artículo de Nature correspondía a los resultados del consorcio público, liderado por Francis Collins, del NIH estadounidense, pero que incluía a instituciones de todo el mundo. Aunque aparentemente eran dos iniciativas competidoras, en la realidad se complementaban. De hecho, en el anuncio de Clinton y Blair, se encontraban presentes tanto Collins como Venter.

El primer dato llamativo que reveló el proyecto fue el número de genes. Los humanos tenemos, aproximadamente, entre 20.000 y 25.000 genes. Las estimaciones previas hablaban de un número mucho mayor, por encima de 100.000. En abril de 2003, tras dos décadas de trabajo intenso y una inversión de 3.000 millones de dólares, el genoma humano completo fue completamente descifrado. Se habían leído y ordenado unos tres mil millones de pares de bases con una fiabilidad del 99.9%.

¿Y después del Proyecto Genoma Humano?

Bien, ya habíamos logrado dibujar el mapa de nuestro genoma, ya se podía leer entero y situarlo en los cromosomas. Esto nos ha servido, por ejemplo, para realizar diagnósticos de enfermedades congénitas o avanzar (aún más lentamente de lo que nos gustaría) hacia una medicina personalizada. Pero los científicos no se suelen parar a celebrar mucho tiempo los éxitos y enseguida se plantearon nuevos retos. Ya teníamos la información genética. ¿Y podríamos modificarla para, por ejemplo, curar enfermedades genéticas? Dicho de otra manera, además de leer el genoma, ¿podemos escribirlo?

De esta idea surgió, por ejemplo, el Genome Project-write (GP-write), un proyecto del Center of Excellence for Engineering Biology iniciado en 2016. Su objetivo era escribir y probar genomas “grandes” en líneas celulares. Como hito final, buscaban crear líneas celulares humanas que portaran genomas sintéticos. Reescribir partes de genomas ya se había empezado a hacer en bacterias como E. coli, pero el salto hasta escribir genomas completos (y más aún de 3.000 millones de pares de bases) aún era grande. Estamos hablando de escribir desde cero un genoma.

Dando un salto en el tiempo y obviando muchos avances y fases intermedias, nos situamos en el año 2025. Ese año marcó un antes y un después para la vida sintética. Científicos del Synthetic Yeast Genome Project (Sc2.0) lograron sintetizar el genoma completo de la levadura Saccharomyces cerevisiae. Aunque “solo” tiene 16 cromosomas, era la primera vez que se escribía un genoma eucariota sintético completo y tardaron más de diez años en lograrlo.

Como hemos dicho anteriormente, en junio de 2025 Wellcome Trust anunció que iba a poner en marcha el Proyecto del Genoma Humano Sintético (SynHG) y anunció una inversión inicial de diez millones de libras (aproximadamente once millones y medio de euros) para poner en marcha. El proyecto tiene una duración inicial de cinco años y está dirigido por el Profesor Jason Chin del Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology. Implica a investigadores de las universidades de Cambridge, Kent, Manchester, Oxford e Imperial College London. Además de la parte estrictamente de laboratorio, el proyecto estudiará también las implicaciones éticas y sociales de todas la herramientas y tecnologías que se desarrollen en el SynGH.

¿Cuál es su objetivo?

Es importante dejar claro en este punto que no se intentará crear vida sintética. Ese no es el objetivo de este proyecto.

El objetivo final es crear un cromosoma sintético entero. Pero para llegar a crear un cromosoma entero hay que desarrollar las herramientas o tecnologías que permitan sintetizar genomas humanos grandes. Hasta el momento, como hemos dicho, lo más grande que se ha logrado sintetizar ha sido los cromosomas de una levadura, que, más o menos, son unos 170 veces más pequeños que los humanos. El cromosoma humano autosómico más pequeño (el 21) contiene algo menos de 48 millones de pares de bases. Es decir, 48 millones de letras que hay que escribir. Para que os hagáis una idea, el libro Don Quijote de la Mancha tiene, aproximadamente, 1,7 millones de letras…

¿En qué se diferencia esto de la edición genética? Dificultades técnicas

En los últimos años, hemos oído hablar mucho de la tecnología de edición genética CRISPR. Ya sabéis que en Dciencia pensamos que es uno de los grandes avances de la biología de la última década y hemos escrito varios artículos sobre ella. CRISPR permite hacer cambios precisos en moléculas de ADN existente. Actúa como un corta y pega molecular. Pero solo permite hacer cambios puntuales, más o menos pequeños, de unas pocas “letras” del genoma cada vez. A diferencia de lo que sucede con las herramientas de edición genética, la síntesis genómica, digamos de novo o de cero, permite que los cambios sean mayores, más exactos y eficientes.

Sintetizar un cromosoma humano no es simplemente una cuestión de «escribir» los 48 millones de letras genéticas (del cromosoma más pequeño) en el orden correcto. También hay que cumplir con las reglas gramaticales de la genética. Sin estas reglas, no tendría, por ejemplo, la estructura 3D adecuada. Además, los cromosomas contienen no solo genes, sino regiones regulatorias que controlan la expresión de esos genes. Contienen también secuencias repetitivas, elementos móviles, centrómeros… sin todo esto, la replicación de los cromosomas no sería correcta o los genes no serían funcionales. Vamos, que no es tan fácil.

Pero no se parte de cero. Hay bastantes antecedentes y trabajo hecho. Así, por ejemplo, en 2024, científicos de la Universidad de Pensilvania lograron crear un cromosoma humano artificial con unos 750.000 nucleótidos (“letras”). Es un tamaño muy pequeño aún, pero la importancia principal no residía en su tamaño, sino en que lograron mantener la estructura del centrómero, esencial para que el cromosoma se replique. También consiguieron que este cromosoma artificial no interfiriera con los cromosomas naturales en la célula.

Por otra parte, en diciembre de 2025, científicos del proyecto SynHG anunciaron que habían desarrollado con éxito un método multistep para introducir cromosomas humanos sintéticos en células madre de ratón. Los cromosomas se mantenían permanecen estables a lo largo de divisiones celulares sucesivas y, además, podían ser manipulados para reemplazar el ADN nativo.

Utilidades futuras

La posibilidad de crear cromosomas humanos enteros abre un abanico inmenso de posibles aplicaciones médicas e investigadoras inmenso. Vamos solo a citar algunas, por tener una idea. Lo primero que se nos puede venir a la cabeza es el tratamiento de enfermedades genéticas, aquellas que están provocadas por algún defecto o alteración en uno o varios de nuestros genes. Muchas enfermedades no son monogénicas, sino que se producen por alteraciones en varios genes.  El empleo de cromosomas sintéticos con los genes “corregidos” permitiría insertar varios genes a la vez, evitando los riesgos de que el material genético se integre en el lugar equivocado del genoma.

En segundo lugar, los cromosomas sintéticos serían un extraordinario avance para la ingeniería celular, tisular y de órganos. Se podría, por ejemplo, fabricar células resistentes a determinadas enfermedades y utilizarlas para repoblar órganos dañados, como el hígado o el corazón.

Por otra parte, más allá de las utilidad práctica que podemos entender todos, también supondría un hito importante para la propia ciencia.  Los cromosomas sintéticos pueden convertirse en herramientas muy útiles para entender con precisión la relación entre el genoma y la regulación las funciones celulares, aprender sobre como el envejecimiento afecta la expresión génica…

Smithsonian National Museum of Natural History. Fotografía de Richard Ricciardi

Cuestiones éticas

El proyecto SynHG incluye, en paralelo, un programa de ciencias sociales dirigido por la socióloga Joy Zhang, de la Universidad de Kent, en el que se afrontarán implicaciones éticas, sociales y económicas. Se trata, entre otras cosas, de conocer las dudas y preocupaciones de la población en lo referente a las tecnologías que pueden derivar del proyecto de escribir genomas desde cero. Imaginemos que, en un futuro, se pudiera crear partes del cuerpo de manera sintética. O, yendo más allá, vida humana de laboratorio. Las implicaciones éticas son tremendas y es importante planteárselas para que la ciencia no vaya por delante de la ética. Recordemos que ya ha habido casos de tecnologías que han planteado dilemas éticos, como el caso de los bebés modificados genéticamente por medio de CRISPR.

En noviembre de 2024, investigadores de varias universidades europeas publicaron un interesante trabajo en el que realizaban un análisis bioético exhaustivo sobre la síntesis artificial de ADN humano. En el trabajo se plantean temas como la privacidad del propio ADN (en relación con su replicación en un laboratorio), los derechos sobre secuencias genéticas sintetizadas a partir del ADN de una persona o incluso temas más perturbadores como la posibilidad de mejora o alteración humana.

Las implicaciones para la reproducción humana son también un tema complicado. Si el proyecto tiene éxito, podrá crearse un cromosoma sintético que posteriormente sea insertado en una célula a partir de la cual se vaya a crear un embrión. Al hacer esto, estaríamos alterando la línea genética humana, lo cual nos abre preguntas sobre autonomía reproductiva, consentimiento del futuro niño, y si es ético alterar permanentemente la línea genética humana.

Como vemos, la tecnología puede avanzar mucho, tanto como para que nos planteemos situaciones que nos podrían parecer ciencia ficción hace no tanto tiempo. Por lo tanto, se hace necesario estar preparados para estas cuestiones éticas y la regulación que se haga necesaria en su momento.

En definitiva, el Proyecto del Genoma Humano Sintético puede ser una iniciativa tan importante como lo fue el Proyecto Genoma Humano si logra sus objetivos. En el camino que estamos haciendo desde los primeros momentos del estudio de la genética, allá por la segunda mitad del siglo XIX, con Mendel, hemos ido dando pasos importantes. Primero observamos y aprendimos cómo se heredan los rasgos. Luego descubrimos dónde residía la información genética, descubrimos la estructura del ADN, entendimos cómo se replicaba y comenzamos a cortarlo y copiarlo. En los años 80 creamos los primeros animales transgénicos. El Proyecto Genoma Humano nos permitió leer el código. El SynHG nos permitirá escribirlo.

Las implicaciones del posible éxito de SynHG serían enormes. Los cromosomas sintéticos podrían suponer un paso más en la tan buscada medicina personalizada, ayudar a tratar (o eliminar) enfermedades de origen genético o permitir el cultivo de órganos en laboratorio para trasplantes.

Pero, como todo, las tecnologías que deriven de este proyecto también podrían ser utilizadas de un modo perverso. Se podrían utilizar para crear organismos con fines bélicos o de sabotaje, se podrían emplear para políticas eugenésicas o podrían aumentar la desigualdad social.

Nos espera, sin duda, un futuro apasionante lleno de novedades y retos.

Pizarra de Caltech donde el físico Richard Feynman dejó escrito en 1988 (año en el que murió de cáncer) “lo que no puedo crear no lo entiendo”. Tomado de https://calisphere.org/