Cinco estudiantes de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos (UNMSM) de Lima – Perú, ganaron la medalla de oro en la sexta edición del Synbio Bootcamp, competencia internacional de biología sintética que reunió a más de 50 equipos de distintos países, tras diseñar una bacteria modificada capaz de detectar y capturar plomo en agua contaminada.

El equipo de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos (UNMSM), que diseñó esta bacteria sintética, está integrado por Marko Aurelio Zapata Roca, Valery Lucero Velásquez Torres, Rodrigo Alfredo Puertas Valdeiglesias y Marina Liseth Gargate Motta, junto a Audry Chenoa Caballero Pitti, de la Universidad Autónoma de Chiriquí (Panamá).

Además del primer lugar general, los estudiantes obtuvieron dos menciones especiales: mejor ensamblaje genético y mejor proyecto en biomateriales.

Inspiración en un problema real

La propuesta se centró en la contaminación por plomo, un problema ambiental y de salud pública que afecta a diversas zonas del país.

Rodrigo Puertas explicó a la Agencia Andina que la idea surgió tras conocer reportes sobre altos índices de este metal pesado en áreas cercanas al río Rímac y al ferrocarril del Callao, así como por experiencias vinculadas a casos de saturnismo en niños.

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“Nos preguntamos si el transporte de minerales hacia el puerto podría estar dejando residuos que terminen afectando a la población”, señaló a la Agencia Andina.

A partir de esa hipótesis, el equipo inició una revisión bibliográfica para sustentar el problema y plantear una alternativa desde la biología sintética.

Diseño teórico en tres días

Marko Zapata, líder del proyecto, precisó que fue desarrollado en el marco teórico durante los tres días que duró la competencia.

“El concurso exigía identificar la problemática, revisar qué soluciones existen y justificar por qué nuestra propuesta podía ser viable. Todo fue investigación y diseño computacional”, indicó.

Por su parte, Valery Velásquez detalló que construyeron un circuito genético utilizando biopartes disponibles en bases de datos científicas. La proteína empleada como referencia fue PbrR, conocida por su afinidad al plomo, junto a una variante quimérica diseñada por el equipo para reforzar su capacidad de unión.

La secuencia fue incorporada en la bacteria Pseudomonas fluorescens, elegida por su presencia común en ambientes acuáticos y su bajo riesgo.

“Tomamos el fragmento de ADN que produce la proteína y lo insertamos en una bacteria más controlable”, explicó Puertas.
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Cómo funciona el sistema

El mecanismo propuesto se basa en afinidad química. La proteína diseñada se ubica en la parte externa de la bacteria y cuenta con un sitio específico donde el plomo puede adherirse.

“Cuando el plomo interactúa con la proteína, queda retenido y deja de estar libre en el agua. Así se produce la biorremediación”, detalló Zapata.

Además de capturar el metal, el sistema funciona como biosensor. El equipo incorporó proteínas fluorescentes azules y rojas que permiten visualizar la presencia o ausencia de plomo mediante un cambio de color perceptible a simple vista.

El ensamblaje fue exclusivamente teórico y no incluyó herramientas como CRISPR-Cas, sino diseño computacional de biopartes.

Medidas de contención

El diseño contempla un sistema de cápsulas que permitiría recuperar las bacterias una vez culminado el proceso de biorremediación.

“El esquema incluye una doble capa de contención, con posibilidad de incorporar una tercera en futuras optimizaciones”, enfatizó Marina Gargate a la Agencia Andina.

Asimismo, trabajan en modelar los tiempos de acción y supervivencia bacteriana para reducir riesgos como la liberación accidental o la transferencia genética horizontal.

¿Qué es la biología sintética?

Los estudiantes definieron la biología sintética como “la ciencia que nos permite diseñar o rediseñar sistemas biológicos para lograr resultados que no existen en la naturaleza, aplicándolos a la resolución de problemas reales”.

Añadieron que esta disciplina resulta clave frente a desafíos ambientales.

“La contaminación por plomo es una de las más alarmantes en nuestro país. La biología sintética permite idear soluciones más efectivas, económicas y creativas”, afirmaron.

Próximos pasos

Tras el reconocimiento internacional, el equipo proyecta fortalecer la validación teórica del modelo y postular a fondos que permitan avanzar hacia una eventual fase experimental.

El proyecto fue presentado bajo el nombre Yaku Pbubbles, una denominación que —según explicaron— combina la palabra quechua yaku (agua), el símbolo químico del plomo (Pb) y el concepto de burbujas o cápsulas de contención propuestas en su diseño. La iniciativa continuará en desarrollo y documentación pública.

Asimismo, los estudiantes organizan el Primer Simposio Virtual Internacional de Biología Sintética desde la Comunidad Biológica Sintética de San Marcos (CBS-UNMSM), con el objetivo de promover esta disciplina entre estudiantes e investigadores del Perú y América Latina.

Indicaron que, aunque el desarrollo práctico podría tomar tiempo, la meta es aportar soluciones innovadoras frente a problemas ambientales como la contaminación por plomo, que continúa afectando a diversas comunidades del país.