Científicos afirman haber construido por primera vez una célula desde cero

Científicos aseguran haber construido por primera vez una célula desde cero capaz de alimentarse, crecer y replicarse como una célula natural. Este avance en biología sintética podría abrir la puerta a una era de organismos diseñados a medida que funcionen como máquinas vivientes

Kate Adamala, bióloga sintética y profesora de la Universidad de Minnesota, y su equipo construyeron la célula pieza por pieza a partir de componentes químicos no vivos. La creación es un prototipo limitado y frágil, pero podría ayudar a los científicos a comprender mejor el origen de la vida y, potencialmente, programarse para contribuir a mitigar algunos de los mayores desafíos biológicos del mundo. La célula no pertenece a un tipo específico —no es vegetal ni animal—, aunque se asemeja más a una bacteria simple.

“Sé la lista completa de ingredientes de la célula. Sé exactamente qué sustancias químicas y qué moléculas contiene, así como sus concentraciones”, dijo Adamala. “Está completamente definida, lo que significa que podemos diseñarla”.

Desde hace décadas, los científicos modifican mediante bioingeniería células naturales para resolver problemas humanos. Un ejemplo conocido es la inserción de genes de la insulina humana en células de la bacteria E. coli para producir insulina y tratar la diabetes. Los investigadores sostienen que las células sintéticas representan la próxima frontera de este campo, ya que podrían conducir al desarrollo de nuevos tratamientos contra el cáncer y de formas innovadoras de capturar carbono o fabricar sustancias químicas.

Las células son los componentes fundamentales de la vida, pero están lejos de ser simples. El cuerpo humano contiene unos 37 billones de células, una cifra superior al número de estrellas en el cielo, y los científicos todavía no saben con exactitud cómo funciona cada tipo de célula ni qué contiene cada una de ellas.

La célula sintética que Adamala y sus colegas construyeron no representa “vida creada en el laboratorio”, sino “un verdadero hito en el camino hacia esa cuestión”, afirmó Yuval Elani, profesor asociado de Tecnologías Bioquímicas en el Imperial College London, quien no participó en la investigación.

“Construir una célula desde cero significa que ya no se está sujeto a las limitaciones ni a la carga evolutiva de la biología natural. Abre la posibilidad de diseñar sistemas y programarlos para que hagan cosas que las células vivas quizá no puedan hacer con facilidad o que simplemente no puedan hacer”, señaló Elani.

“A mi juicio, este es un verdadero avance en la labor de larga data por responder si la química puede organizarse de una manera tan convincente que empecemos a llamarla vida”.

El campo de la biología sintética es distinto al de la investigación con células madre, en la que los científicos reprograman y manipulan células existentes obtenidas a partir de recursos biológicos.

“Un organismo increíblemente débil”; Adamala llamó a su creación “SpudCell”, en parte como una broma, porque no quería que llevara su nombre. También es un juego de palabras con Sputnik, el satélite soviético que dio inicio a la era espacial en la década de 1950.

“Esperamos que realmente estemos iniciando la verdadera era de la bioeconomía, con una tecnología que permita a las personas diseñar la biología”, afirmó.

Este miércoles, Adamala y sus colegas hicieron público el artículo científico en el que detallan cómo funciona SpudCell, aunque la investigación aún no ha sido publicada en una revista científica revisada por pares. Adamala dijo que será enviada para su publicación esta semana. Junto con otros dos científicos, Drew Endy y Jan Jedryszek, y el empresario del sector biotecnológico Chris Raggio, Adamala fundó una institución de beneficio público llamada Biotic, que espera ampliar las capacidades de la célula sintética al ponerla a disposición de otros investigadores.

Compuesta por entre 150 y 200 moléculas, SpudCell puede alimentarse, crecer y replicarse durante aproximadamente cinco generaciones, según Adamala. Aun así, es mucho menos compleja que una célula biológica, que contiene millones, si no miles de millones, de moléculas.

Adamala describió a SpudCell como “un organismo increíblemente débil que, por ahora, básicamente no hace nada más que alimentarse y, de vez en cuando, producir una célula hija”. Cada generación necesita ser alimentada y tarda aproximadamente 12 horas en replicarse a una temperatura de 30 grados Celsius. En comparación, una bacteria E. coli se divide cada 30 minutos.

El genoma de la célula sintética también es mucho más pequeño que el de una célula natural, con 90.000 pares de bases. (El genoma de E. coli tiene 4,6 millones de pares de bases). Aunque puede replicarse como una célula natural, la célula sintética utiliza un mecanismo diferente. Una célula natural emplea un citoesqueleto, una estructura de soporte de la que SpudCell carece. En cambio, la célula sintética produce proteínas que se acumulan en la membrana y fuerzan su división.

SpudCell tampoco puede fabricar sus propios ribosomas, componentes esenciales de una célula natural encargados de producir proteínas. En su lugar, utiliza ribosomas de E. coli que se le suministran durante la alimentación.

“Esto es apenas el comienzo”, afirmó Adamala. “Es una plataforma sobre la que esperamos seguir construyendo, y eso es importante porque ahora realmente tenemos una idea razonable de cómo avanzar a partir de ella”.
 

FUENTE: CNN