por Nicoletta Lanese
Los científicos han creado un organismo sintético unicelular que se divide y se multiplica como si fuera real. El avance podría algún día ayudar a los investigadores a construir computadoras minúsculas y pequeñas fábricas de producción de medicamentos, todo a partir de células sintetizadas.
Por supuesto, ese futuro probablemente no se hará realidad durante muchos años.
“Hay tantas formas en las que este próximo siglo de biología podría potencialmente cambiar nuestra vida diaria para mejor”, dijo la autora principal Elizabeth Strychalski, líder del Grupo de Ingeniería Celular del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST). Por ejemplo, Strychalski y sus colegas planean diseñar sensores vivos que puedan tomar medidas de sus entornos circundantes, monitoreando la acidez, la temperatura y los niveles de oxígeno cercanos.
Estas células sensoras también podrían fabricarse para producir productos específicos, a saber, medicamentos, y podrían potencialmente colocarse dentro del propio cuerpo humano. “Una visión es que cuando la célula detecta un estado de enfermedad, entonces puede hacer que ese estado sea terapéutico, y cuando el estado de la enfermedad es más prolongado, podrían dejar de hacerlo”, dijo Strychalski. Otras células podrían cultivarse en el laboratorio y usarse para producir de manera eficiente productos alimenticios y combustibles, mientras que otras podrían realizarse para realizar funciones computacionales a escala molecular, agregó.
Pero nuevamente, todas estas son visiones para el futuro. Para llegar allí, los científicos deben desentrañar los misterios de la célula a un nivel fundamental antes de poder manipularla en sus organismos sintéticos.
En el nuevo estudio, Strychalski y sus colegas dieron un paso hacia ese objetivo y publicaron sus resultados el 29 de marzo en la revista Cell . Comenzaron con una célula sintética existente llamada JCVI-syn3.0, que se creó en 2016 y contiene solo 473 genes, informó Scientific American . (A modo de comparación, la bacteria Escherichia coli tiene alrededor de 4.000 genes, según un comunicado ).
Esta célula básica fue creada a partir de la bacteria Mycoplasma genitalium, un microbio de transmisión sexual, que los científicos despojaron de su ADN natural y lo reemplazaron con su propio ADN diseñado. Al crear JCVI-syn3.0, los científicos querían saber qué genes son absolutamente esenciales para que una célula sobreviva y funcione normalmente, y cuáles son superfluos.
Pero mientras que JCVI-syn3.0 podía construir proteínas y replicar su ADN sin problemas, la célula minimalista no podía dividirse en esferas uniformes. En cambio, se dividió al azar, produciendo células hijas de muchas formas y tamaños diferentes. Strychalski y su equipo se propusieron solucionar este problema volviendo a agregar genes a la célula reducida.
Después de años de trabajo, los científicos produjeron JCVI-syn3A, que contiene un total de 492 genes. Siete de estos genes son fundamentales para la división celular normal, descubrieron.
“Varios de los genes en la célula mínima no tenían una función conocida”, dijo el coautor James Pelletier, quien en el momento del trabajo era un estudiante graduado en el Centro de Bits y Bits del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT). Átomos. De manera similar, “resultó que algunos de los genes que la célula necesita para dividirse anteriormente no tenían una función conocida”, dijo. La reintroducción de estos genes permitió que la célula mínima se dividiera en orbes perfectamente uniformes.
Algunos de estos genes importantes probablemente interactúen con la membrana celular, según sus secuencias genéticas, dijo Pelletier. Esto podría significar que alteran las propiedades físicas de la membrana, haciéndola lo suficientemente maleable para dividirse adecuadamente, o que generan fuerzas dentro de la membrana que fomentan la división, dijo. Pero por ahora, el equipo no sabe qué mecanismos específicos usan los genes para ayudar a las células a dividirse, anotó.
“Nuestro estudio no fue diseñado para descubrir los mecanismos dentro de la célula asociados con cada uno de estos genes de función desconocida”, dijo Strychalski. “Eso tendrá que ser un estudio futuro”.
Mientras los investigadores continúan investigando los misterios de la célula mínima, otros biólogos sintéticos están trabajando con sistemas aún más simplistas. La biología sintética existe en un espectro, desde “una sopa de sustancias químicas inanimadas hasta la gloria total de una célula de mamífero o una célula bacteriana”, dijo Strychalski. El futuro del campo podría llevarnos a maravillas innovadoras como computadoras del tamaño de una celda, pero por ahora, el trabajo está impulsado en gran medida por la curiosidad sobre cómo se unen los componentes básicos de la vida y lo que eso puede decirnos sobre nosotros mismos, dijo. dicho.
“¿Cómo entendemos la unidad más básica de la vida, la célula? … Hay algo muy convincente en eso”, dijo Strychalski. “Más adelante, podemos imaginar todas las cosas que podemos hacer con … esta plataforma mínima”.
Publicado originalmente en Live Science.
Fuente: https://www.livescience.com/synthetic-cell-division.html