En 1910 el biólogo estadounidense Thomas Hunt Morgan, descubre que los genes se encuentran en los cromosomas. En 1935 Andrei Nikolaevitch Belozersky logró aislar ADN en forma pura por primera vez y en 1941 George Beadle y Edward Tatum desarrollan el postulado de “un gen una enzima”.

En el año de 1944, Oswald Theodore Avery, Colin MacLeod y Maclyn McCarty determinaron que el ADN es el material hereditario, sin embargo su teoría tuvo poca aceptación pues se pensaba que el ADN era una molécula demasiado simple para poder llevar a cabo esta función.

Para principios de los 1950, la científica británica Rosalind Franklin trabajaba en modelos estructurales de ADN que más tarde perfeccionarían James Watson y Francis Crick y que serían la base para su descubrimiento de la estructura del ADN, que publicaron en 1953 y en la que proponían el modelo de doble hélice complementaria y antiparalela que hoy conocemos, con lo que inauguraron un nuevo capítulo en el estudio de la genética.

La comprensión del ADN fue esencial para la exploración de la biotecnología. Las células son las unidades básicas de la materia viva en todos los organismos y el ADN contiene la información que determina las características que tendrá una célula. Desde el inicio los científicos vislumbraron la posibilidad de nuevos medicamentos diseñados para ayudar al cuerpo a hacer lo que no podía por su propia cuenta o de cultivos capaces de protegerse por sí solos de las enfermedades.

En 1918, un ingeniero agrícola húngaro, Karl Ereky, utiliza por primera vez la palabra “biotecnología”. Para el periodo de 1920 a 1930, técnicas de mejoramiento agrícola se emplean ampliamente en los Estados Unidos incrementando la productividad del campo con lo que para la década de 1940 el país ya era un líder agrícola. Entre esa década y la de los 1960 se conjuntaron una serie de avances tecnológicos en el área agrícola que en conjunto se denominaron la “Revolución Verde” que implicaron el poder tener una mayor disponibilidad de alimentos. La llegada de los híbridos implicó además la creación de nuevos negocios como el de la industria de semillas.

Los buenos resultados de estas técnicas en los Estados Unidos llevaron a buscar el exportar la Revolución Verde a otros países a través de la Fundación Rockefeller. Para esto se fundó en México la “Oficina de Estudios Especiales” en 1943, antecesora del “Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo” (CIMMYT) que se fundaría en 1963.

Gracias a estos esfuerzos y a la inversión del gobierno en el área, México se volvió autosuficiente en trigo para 1957 y más tarde exportador. Esto también permitió que la población alcanzara 103.3 millones de habitantes para 2005 cuando en 1900 apenas había 13.6 millones.

El CIMMYT más tarde ayudaría a llevar la Revolución Verde a India y después a Filipinas, Indonesia, Pakistán, Sri Lanka y otros países de Latinoamérica, Asia y el norte de África. Gracias a sus contribuciones, uno de los investigadores del CIMMYT, Norman E. Borlaug, ganó el Premio Nobel de la Paz en 1970, el único otorgado por contribuciones a la agricultura.

Por aproximadamente 35 años se lograron pocos avances en la investigación del cultivo de tejidos, aunque se pudieron cultivar embriones, raíces y otros tipos de tejidos. Fue hasta el periodo de 1934 a 1939 que tres científicos: Roger-Jean Gautheret, Pierre Nobécourt y Philip White, pudieron establecer las bases del cultivo de tejidos vegetales gracias al descubrimiento de la importancia de los distintos reguladores de crecimiento y otros compuestos como las vitaminas B, lo que permitió obtener los primeros cultivos permanentes de callos (masas indiferenciadas de células) de zanahoria y tabaco.

En 1957, Francis Crick y George Gamov trabajaron en lo que se conoce como el “dogma central” que explica cómo el ADN fabrica proteínas, cómo su secuencia especifica la de los aminoácidos en dichas proteínas y cómo fluye la información en una sola dirección, del ADN al ARN mensajero y a las proteínas. Para 1966 el código genético pudo ser descifrado, Marshall Nirenberg, Heinrich Mathaei y Severo Ochoa demostraron que una secuencia de tres bases determina cada uno de los 20 aminoácidos.

Más tarde, en 1972, Paul Berg aisló y empleó una enzima de restricción para cortar ADN y después unirlo formando una molécula circular híbrida: la primera molécula de ADN recombinante. Al año siguiente, Stanley Cohen, Annie Chang y Herbert Boyer cortaron secciones de ADN viral y bacteriano para crear un plásmido con resistencia dual a antibióticos y lo insertaron al ADN de una bacteria produciendo el primer organismo con ADN recombinante.

En 1959, Tukecke y Nickell reportan por primera vez el cultivo en gran escala (134 L) de células vegetales, que llegaría hasta reactores de 20,000 L para 1977. A partir de aquí se desarrollaron diferentes tipos de reactores tales como el de células inmovilizadas en alginato en 1979 y el de fibras huecas en 1981. En 1983 la compañía Mitsui Petrochemicals utiliza por primera vez cultivos en suspensión para la producción industrial de metabolitos secundarios. Casi 10 años después, en 1992, Yun consigue aplicar técnicas de ingeniería metabólica para incrementar la producción de metabolitos secundarios en plantas.

Ese mismo año, 1988, Barton y otros colaboradores logran insertar genes de otra especie a una planta y Chilton consigue la producción de plantas de tabaco transformadas a partir de la transformación de una sola célula. La primera conífera transgénica se logra producir en 1991 y al año siguiente es posible obtener plantas de arroz resistentes a herbicidas. En el año 2000 se llevan a cabo en Kenia las primeras pruebas en campo de un cultivo: una especie de camote resistente al ataque de virus.

En 2003, un grupo de investigadores japoneses desarrollan por técnicas de ingeniería genética un grano de café sin cafeína y para 2006 se aprueba la primera vacuna fabricada en una planta, esta vacuna veterinaria protege a pollos de la enfermedad de Newcastle.

En 1978 Genentech se convierte en la primera empresa biotecnológica en entrar a la bolsa de valores de Nueva York, y ese mismo año, junto con The City of Hope National Medical Center, anuncia la producción exitosa en laboratorio de insulina humana usando la tecnología del ADN recombinante; en 1982 Genentech recibe aprobación de la FDA para comercializarla, lo que la convierte en el primer medicamento de origen recombinante aprobado (Humulin®).

Ese mismo año se consigue introducir exitosamente un gen humano (el que codifica para la producción de interferón) en una bacteria y al año siguiente Bill Rutter y Pablo Valenzuela publican un reporte en la revista Nature sobre un sistema de expresión en levaduras para producir el antígeno de superficie del virus de la hepatitis B y que llevaría más adelante a que la FDA aprobara a Chiron Corporation, en 1986, la producción de la primera vacuna recombinante: Recombivax HB®.

También en 1981, un grupo de científicos de la Universidad de Ohio produjeron los primeros animales transgénicos al transferir genes de otros animales a ratones y en 1988 los biólogos moleculares Philip Leder y Timothy Stewart recibieron la primera patente para un animal genéticamente modificado, un ratón altamente susceptible a desarrollar cáncer.

No tardaron en obtenerse otros medicamentos provenientes de técnicas de biología molecular: interferón alfa 2a (Roferon®-A por Hoffmann-La Roche) en 1986, interferón alfa 2b (Intron® A por Schering-Plough) en 1986, eritropoyetina (Epogen® por Amgen) en 1989, filgrastim (Neupogen® por Amgen) en 1991, interferón beta 1b (Betaseron® por Chiron) en 1993, molgramostim (Leukin® por Immunex) en 1994 e interferón beta 1a (Avonex® por Biogen) en 1996, entre otros.

En 1993 se funda la Organización de Industria Biotecnológica (Biotechnology Industry Organization, BIO) de la fusión de otras dos organizaciones industriales más pequeñas, con la intención de apoyar el avance de este sector.

En 1985, la compañía belga Plant Genetic Systems fue la primera en desarrollar plantas genéticamente modificadas con resistencia al ataque de insectos. Esta compañía desarrolló plantas de tabaco que expresaban genes que codifican proteínas insecticidas de la bacteria Bacillus thuringiensis (Bt).

En 1987, Calgene, Inc. recibe una patente para la secuencia de ADN de la poligalacturonasa del jitomate, usada para producir una secuencia antisentido de ARN que permite alargar la vida de anaquel de este fruto.

En 1993 la FDA declara que los alimentos genéticamente modificados “no son inherentemente peligrosos” y por lo tanto no requieren de una regulación específica, lo que permite que estos jitomates obtuvieran el permiso de la FDA para ser comercializados, lo que ocurriría bajo el nombre “Flavr Savr”.

En 1988, Genencor International, Inc. recibe una patente para el proceso de fabricación de enzimas resistentes a cloro para su uso en detergentes.

Para el año 2000, se anuncia la creación del “Arroz dorado” (Golden Rice), una variedad de arroz modificada para producir vitamina A, que se espera ayude a mejorar la salud en los países en desarrollo y a prevenir algunas formas de ceguera.

Todos estos avances llevan en 2004 a que la FAO apoye el uso de los cultivos obtenidos por técnicas de ingeniería genética como una herramienta complementaria a las técnicas agrícolas tradicionales para ayudar a los campesinos y consumidores en los países en vías de desarrollo.

En 1990 se lleva a cabo la primera terapia génica en una niña de cuatro años con una enfermedad del sistema inmune llamada “deficiencia ADA”; aparentemente la terapia funcionó, pero desató una serie de debates sobre los aspectos éticos de la misma.

En 1998, dos grupos de investigación tuvieron éxito en el cultivo de células troncales embrionarias, lo que abriría nuevas perspectivas para el tratamiento de enfermedades.

Como resultado del proyecto del Genoma Humano, se publica en 2001 la secuencia de dicho genoma en las revistas Science y Nature, haciendo posible el que investigadores de todo el mundo comiencen a desarrollar tratamientos genéticos a enfermedades. La secuencia se completó para el 2003, dos años antes de lo planeado y con un gasto menor al estimado.

Un grupo de investigadores anuncia en 2002 sus resultados exitosos en la obtención de una vacuna contra el cáncer cérvico, la primera vacuna preventiva para algún tipo de cáncer.

En 2003, se encuentra un gen relacionado con la depresión y se avanza en la detección de lazos genéticos con esquizofrenia y desorden bipolar. Ese mismo año, el gobierno de China aprueba el uso del primer producto de terapia génica (Gendicine), desarrollado por la compañía Shenzhen SiBiono GenTech para el tratamiento de cáncer de cabeza y cuello.

A partir de la secuenciación del primer organismo complejo, comienza la carrera por obtener el genoma de más organismos, así en 1998 se obtuvo la secuencia del gusano Caenorhabditis elegans, el primer genoma completo de un animal; en 2000 la primera planta, Arabidopsis thaliana; en 2002 la primera planta usada como alimento, el arroz, así como el parásito que causa la malaria y la especie de mosquito que lo transmite; en 2004 el pollo, la rata de laboratorio y el chimpancé, el primate más cercano al hombre; en 2005 el perro; en 2006 la abeja y de manera parcial el Neandertal; y en 2007 el caballo.

En el año 2002, un grupo de investigadores logra obtener un virus sintético (de poliomielitis) partiendo únicamente de su genoma; este logro despierta muchas preguntas éticas y de seguridad. Ya en 2005, se logra sintetizar parcialmente al virus de la influenza causante de la muerte de al menos 20 millones de personas en todo el mundo de 1918 a 1919.

En 2003 se logra clonar por primera vez una especie en peligro de extinción (el banteng) y otras especies como el caballo, venados y mulas; al año siguiente se lleva a cabo la clonación de la primera mascota: un gato; un año más tarde, en 2005, se logra la clonación de una vaca a partir de células de un animal muerto.

En el año 2005, científicos de la Universidad de Harvard reportan haber tenido éxito en convertir células de piel en células troncales embrionarias al fusionarlas con células troncales embrionarias existentes.

Véase también