Genetically modified organisms for the environment: stories of success and failure and what we have learned from them / Organismos modificados para el medio ambiente: historias de éxito y fracaso, y qué hemos aprendido de ellas

ABSTRACT

The expectations raised in the mid-1980s on the potential of genetic engineering for in situ remediation of environmental pollution have not been entirely fulfilled. Yet, we have learned a good deal about the expression of catabolic pathways by bacteria in their natural habitats, and how environmental conditions dictate the expression of desired catalytic activities. The many different choices between nutrients and responses to stresses form a network of transcriptional switches which, given the redundance and robustness of the regulatory circuits involved, can be neither unraveled through standard genetic analysis nor artificially programmed in a simple manner. Available data suggest that population dynamics and physiological control of catabolic gene expression prevail over any artificial attempt to engineer an optimal performance of the wanted catalytic activities. In this review, several valuable spin-offs of past research into genetically modified organisms with environmental applications are discussed, along with the impact of Systems Biology and Synthetic Biology in the future of environmental biotechnology (AU)

RESUMEN

Las expectativas surgidas a mediados de la década de 1980 sobre las posibilidades de la ingeniería genética para remediar in situ problemas de contaminación ambiental no se han cumplido totalmente. A pesar de ello, se ha aprendido mucho sobre la expresión de las vías catabólicas por parte de las bacterias en sus hábitat naturales y sobre la influencia que ejercen las condiciones ambientales en la expresión de las actividades catalíticas deseadas. Las numerosas opciones entre los nutrientes y las respuestas al estrés forman una red compleja de regulación transcripcional que, debido a la redundancia y la robustez de los circuitos que intervienen, no se puede ni descifrar mediante un análisis genético estándar ni programar artificialmente de manera simple. Los datos disponibles sugieren que la dinámica de poblaciones y el control fisiológico de la expresión catabólica de los genes prevalece sobre cualquier intento de buscar artificialmente el funcionamiento óptimo de las actividades catalíticas deseadas. En esta revisión se comentan varios efectos valiosos de la investigación en organismos modificados genéticamente para su aplicación ambiental, así como el impacto de la Biología de Sistemas y de la Biología Sintética en el futuro de la biotecnología ambiental (AU)