La ingeniería genética, el Dr. Xavier Soberón y tres estudiantes de bachillerato

Alan Michel Villicaña Molina, Luis Angel Rosas Lagunas, Julio César Oregón Estrada

Este trabajo es un análisis del artículo “La Ingeniería Genética: una muy poderosa técnica, definidora de una carrera científica”, publicado en Biotecnología en Movimiento [1] por el doctor Xavier Soberón Mainero (Figura 1), un pionero a nivel mundial en el desarrollo de las técnicas de modificación genética, quien desde 1981 es Investigador Titular del IBt-UNAM y actualmente director del Centro de Ciencias de la Complejidad de la UNAM.

La razón por la que elegimos este artículo es porque lo encontramos muy interesante, debido a que toca temas profundos de Biotecnología y de ADN, relacionándolos con situaciones de nuestra vida cotidiana y, con eso, ayudándonos a comprender de manera más clara todo lo que el Dr. Xavier Soberón ha logrado hacer.

Esta reseña fue realizada desde el punto de vista de tres estudiantes de bachillerato (15-18 años de edad) con pocos conocimientos previos de los temas que se abordan en el artículo, por lo que tratamos de brindar una mejor comprensión, con la finalidad de explicar, a nuevos lectores, de otra manera, las ideas contenidas en el artículo, para que fuera de su interés.

Este artículo habla sobre el Químico por la Universidad Iberoamericana y Doctor en Investigación Biomédica Básica por la UNAM, Xavier Soberón, que es investigador en el Instituto de Biotecnología de la UNAM. El autor arranca contándonos como inició lo que impulsó su carrera, cuando se le presentó la posibilidad de formar parte del equipo de Francisco Bolívar [2] (bioquímico, investigador reconocido por su trabajo en el área de biología molecular y la biotecnología). El Dr. Bolívar le habló sobre los “sticky ends”, que son segmentos del ADN que no están emparejados, permitiendo que puedan ser relacionados con otros, de distinto origen, por ejemplo: de humano o bacteria, creando así elementos genéticos “recombinantes”. Este hecho generó una gran fascinación al joven Xavier Soberón, motivándolo a realizar su tesis de licenciatura.

También habla sobre todo de la ingeniería genética, que consiste en la manipulación del ADN [Figura 2] con el uso de técnicas de laboratorio. Destaca el cómo, con el tiempo, las tecnologías han facilitado mucho los procesos de secuenciar el ADN “…que se refiere a la técnica general de laboratorio para determinar la secuencia exacta de nucleótidos, o bases de una molécula de ADN” [3]. Los nucleótidos son las moléculas básicas del ADN. Los genes están formados por secuencias de nucleótidos. Los genes determinan, por ejemplo, el color de tus ojos o de tu cabello, la forma de tu nariz, tu altura, etc.

Lo que se nos hizo más interesante del artículo es ver cómo uno puede darse cuenta de los avances en la tecnología, que están en cosas de la vida diaria de todos nosotros, por ejemplo, en la modificación de levaduras, ganado modificado genéticamente para una mejor producción de carne, terapias contra el cáncer, entre otras cosas que a veces no nos damos cuenta y que se dan gracias a estos avances.

Nos llamó la atención cómo los avances de la tecnología nos han llevado a lograr cosas impresionantes, contrastando mucho con el pasado. Por ejemplo, cuando el Doctor Soberón hace la comparación de cómo al momento de hacer su tesis tuvo que obtener una secuencia de ADN de solo 150 nucleótidos y le llevó varios meses, algo que hoy en día se logra millones de veces más rápido y barato. Menciona también que, en 1980, sintetizar químicamente un solo segmento de ADN de 15 o 20 bases de longitud, costaba miles de dólares y, hoy en día, un fragmento así cuesta apenas lo de la milésima parte del costo de ese entonces. Por otra parte, la producción de estos fragmentos de ADN, se volvió mucho más eficiente.

El autor proporciona una representación gráfica de los avances en la que representa bien los avances en la recombinación del ADN, mostrando ejemplos como el que demostró que un fragmento de ADN de una rana se podía insertar en una bacteria. Por otra parte, cuenta sobre investigadores que sintetizaron químicamente un gen que es capaz, cuando este gen se “lee” en una bacteria llamada Escherichia coli, de producir insulina humana [4], la creación de la vacuna contra la Hepatitis B, el primer fármaco anticanceroso, así como el desarrollo de la técnica CRISPR-Cas9 o “Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats” (que en español significa ”repeticiones palindrómicas cortas, agrupadas y regularmente interespaciadas”), o sea, fragmentos de ADN repetitivos que las bacterias usan para defenderse de los virus invasores” [5], entre otras cosas que muestran el gran potencial que tiene el desarrollo de la biología experimental involucrada en la ingeniería genética.

El artículo del Dr. Soberón explica cómo, en los albores de la aplicación de la ingeniería genética, los avances tecnológicos con las nuevas técnicas revolucionaron el trabajo de los biólogos experimentales (bioquímicos, biólogos moleculares, biólogos celulares, fisiólogos, entre otros), haciendo todo mucho más sencillo y logrando sus objetivos de una manera más precisa y eficiente.

Todo esto impulsó al Dr. Soberón a colaborar en experimentos de mutagénesis dirigida, proyectos que se asociaron al uso del ADN sintético y a las técnicas de clonación molecular, haciendo uso de técnicas que marcaron un antes y un después en la ingeniería genética. Por ejemplo, Michael Smith ganó el Premio Nobel en 1993, por su desarrollo de la técnica antes mencionada de mutagénesis dirigida por oligonucleótidos (ODM) [6]. Esta técnica es la introducción a la célula de oligonucleótidos homólogos a un ADN blanco. Es una técnica empleada para corregir o introducir cambios específicos en sitios definidos del genoma.

En el texto del Dr. Soberón, también se describe cómo en el Instituto de Biotecnología (IBt) de la UNAM, se contribuyó a establecer técnicas de ingeniería de proteínas por evolución dirigida, que según dice: “descansa fuertemente en los enfoques más avanzados de introducción de variabilidad y creación de bancos constituidos por millones de elementos genéticos modificados”, que también fue una técnica reconocida con el premio Nobel, para la Dra. Frances H. Arnold, en 2018 [7]. Gracias a toda la experiencia que ganó el Dr. Soberón en el conocimiento del material genético, de sus productos proteicos, de las distintas técnicas de manipulación, un doctorado en Ciencias Biomédicas y el prestigio científico que tiene, tuvo la oportunidad de dirigir el Instituto Nacional de Medicina Genómica [8] aun cuando su formación original fue de Química. El descubrimiento de nuevas técnicas a lo largo del tiempo, le provocó interés al utilizarlas en sus investigaciones. Esto básicamente impulsó su carrera científica. Esto es muy importante ya que nos confirma que tu curiosidad, tus intereses y los avances científicos son fundamentales para encontrar tu camino como científico.

El autor menciona, por último, otro ejemplo de la evolución en el desarrollo de nuevas técnicas genéticas. Una técnica que fue desarrollada en pleno siglo XXl, llamada sistema CRISPR-Cas (Figura 3), que fue reconocida con el premio Nobel, para la Dra. Emmanuel Charpentier y la Dra. Jennifer Doudna [9], y que presentó una gran mejora en la modificación del ADN, ya que menciona que -hasta hace 10 años- esto era un proceso muy complejo y laborioso, pero con la técnica CRISPR, volvió las cosas mucho más simples y precisas de implementar, logrando un cambio drástico en los alcances de la modificación experimental del ADN.

Concluye el artículo del Dr. Soberón, con una frase: “¡A 50 años del surgimiento de la Ingeniería Genética seguimos teniendo motivos para sorprendernos con nuevas tecnologías poderosas!”, que alienta un futuro muy prometedor para las nuevas tecnologías.

La trayectoria de Xavier Soberón: un pionero de la biotecnología mexicana

Nota del editor en jefe, con información de Brandon Ortiz Casas [11] y del Centro de Ciencias de la Complejidad [8].

El Dr. Xavier Soberón, influenciado desde temprana edad por el gusto científico de su hermano mayor, encontró en las ciencias naturales un camino claro. Su interés por la biología y las matemáticas en la primaria se profundizó hacia la química en secundaria, para luego encontrar su verdadera vocación en la bioquímica y la biología molecular durante la preparatoria, impulsado por un influyente profesor.

En 1974, Xavier ingresó a la Universidad Iberoamericana para estudiar Química, culminando sus estudios en 1978 con una tesis sobre ADN recombinante. Fue alumno del Dr. Francisco Bolívar Zapata, figura clave de la biotecnología mexicana, con quien publicó un artículo revolucionario. En este trabajo, Soberón destacó al emplear un innovador método de secuenciación de ADN, logrando la primera secuenciación de ADN realizada en México y estableciendo posteriormente la primera unidad de síntesis de oligonucleótidos en Latinoamérica.

El Dr. Francisco Xavier Soberón Mainero ha sido un pilar en el Instituto de Biotecnología de la UNAM, contribuyendo a la consolidación de la ingeniería genética y la biotecnología. Sus investigaciones abarcan la síntesis química del ADN, el estudio de proteínas, la biocatálisis, y el desarrollo de biofármacos y vacunas. Recientemente, se ha dedicado al estudio de la diversidad genómica en poblaciones mexicanas y su aplicación en la salud, siendo pionero en áreas como la biología de sistemas, genómica poblacional y farmacogenómica.

Entre sus contribuciones más destacadas se encuentran el análisis del genoma de tenias (gusanos planos) y sus implicaciones farmacológicas, así como sus estudios de secuenciación de genoma completo y exoma en poblaciones mexicanas y latinas, que han revelado hallazgos cruciales sobre la asociación de variantes genéticas y la diabetes tipo 2. También ha investigado la compleja interacción entre la tuberculosis y el microbioma respiratorio, demostrando el papel fundamental de este último en el desarrollo de la enfermedad.

Además de su prolífica labor investigadora, el Dr. Soberón ha desempeñado importantes roles de gestión en diversas instituciones y colaboró activamente en la creación de la licenciatura en Ciencias Genómicas en la UNAM. Su influencia y legado en la ciencia mexicana son innegables. El Dr. Soberón fue Editor Invitado en el número especial de Biotecnología en Movimiento (35), que celebró los 50 años de la Ingeniería Genética.

¿Te gustaría conocer más sobre alguna de las investigaciones del Dr. Soberón o su impacto en la biotecnología en México? Te invitamos a leer el número 35 de “Biotecnología en Movimiento” (https://biotecmov.ibt.unam.mx/numeros/35/), una edición especial con la que conmemoramos los 50 años de la ingeniería genética y de la cual, fue editor invitado.

Referencias

1. Soberón, X. “La Ingeniería Genética: una muy poderosa técnica, definidora de una carrera científica” (2023), Biotecnología en Movimiento, No. 35, https://biotecmov.ibt.unam.mx/numeros/35/3.html.
2. Valero, J. M. (2023) “De una estancia en San Francisco a la consolidación de la Ingeniería Genética y la Biotecnología en México: una entrevista a Francisco Bolívar Zapata”, Biotecnología en Movimiento, No. 35, https://biotecmov.ibt.unam.mx/numeros/35/2.html
3. National Human Genome Research Institute, "Secuenciación del ADN" (consultado el 18 de Marzo de 2024), https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Secuenciacion-del-ADN
4. López-Munguía, A. (2023) “La insulina: una molécula milagrosa”, Biotecnología en Movimiento, No. 35, https://biotecmov.ibt.unam.mx/numeros/35/1.html
5. Streed, J., “Explicación sobre la herramienta CRISPR para editar genes” (2019), obtenido de mayoclinic.org: [https://newsnetwork.mayoclinic.org/es/2019/05/29/explicacion-sobre-la-herramienta-crispr-para-editar-genes/#:_{:text=CRISPR%20es%20la%20sigla%20inglesa,defenderse%20de%20los%20virus%20invasores](https://newsnetwork.mayoclinic.org/es/2019/05/29/explicacion-sobre-la-herramienta-crispr-para-editar-genes/#:}:text=CRISPR es la sigla inglesa,defenderse de los virus invasores).
6. Michael Smith – Datos. NobelPrize.org. Divulgación del Premio Nobel 2025. Viernes, 27 de junio de 2025.
7. Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica (2018), “Frances Arnold, Premio Nobel de Química 2028”, Conicyt, Chile. Obtenido de https://www.conicyt.cl/mujeres-en-ciencia-y-tecnologia/mujeres-destacadas/premios-nobel/frances-arnold/#:~:text=La%20doctora%20estadounidense%20Frances%20Arnold,el%20biólogo%20británico%20Gregory%20Winter.
8. Centro de Ciencias de la Complejidad. https://www.c3.unam.mx/pdf/noticias/NOTICIA241.pdf
9. Reynaud, E. (2023) “El futuro es hoy. Cuando el destino nos alcanzó”, Biotecnología en Movimiento, No. 35, https://biotecmov.ibt.unam.mx/numeros/35/5.html
10. Parra, L. (17 de febrero de 2020). El sistema CRISPR/Cas9. Reproducción Asistida ORG. https://www.reproduccionasistida.org/autorizacion-de-modificacion-de-embriones/sistema-crispr-cas9/
11. Ortíz-Casas, B. Xavier Soberón: Pionero de la Secuenciación de ADN en México, La Genoteca, 22 de noviembre del 2022, https://lagenoteca.com/articulos/xavier-soberon-pionero-de-la-secuenciacion-de-adn-en-mexico/