Científicos crean la primera célula sintética y dan un paso clave hacia la vida artificial
El descubrimiento abre nuevas perspectivas para la biología sintética, la medicina y la biotecnología.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Minnesota presentó SpudCell, una célula sintética construida íntegramente a partir de componentes químicos que, según sus creadores, puede realizar las funciones esenciales de un ciclo vital: alimentarse, crecer, copiar su material genético y dividirse.
El proyecto fue desarrollado por los equipos de las profesoras Katarzyna (Kate) Adamala y Aaron Engelhart y dado a conocer a través de Biotic, una organización internacional dedicada a la investigación sobre células sintéticas y vida artificial. Aunque el manuscrito fue enviado a revistas científicas, los autores informaron que no superó las primeras revisiones, por lo que decidieron publicar los resultados en acceso abierto.
Una célula construida desde cero
A diferencia de otros desarrollos basados en células naturales modificadas, SpudCell fue ensamblada en el laboratorio utilizando únicamente componentes químicos. Su nombre proviene de su apariencia bajo el microscopio, similar a la de una papa.
La célula incorpora un genoma artificial compuesto por aproximadamente 90.000 pares de bases, distribuidos en siete plásmidos, una organización que permite controlar distintas funciones biológicas de manera independiente. En su interior también contiene un sistema molecular capaz de sintetizar proteínas y coordinar las actividades necesarias para mantener su funcionamiento.
«Es una célula construida, no nacida, pero hace lo que hacen las células», resumió el bioingeniero Drew Endy, de la Universidad de Stanford, al describir el alcance del proyecto.
Un ciclo vital básico
El principal logro consiste en que SpudCell completa las etapas fundamentales que caracterizan a una célula: incorpora nutrientes, aumenta de tamaño, replica su ADN y finalmente se divide para generar nuevas células.
Uno de los aspectos más llamativos del trabajo es que consigue dividirse sin recurrir al citoesqueleto, la estructura interna que utilizan prácticamente todas las células naturales para organizar ese proceso. En su lugar, los investigadores diseñaron proteínas capaces de acumularse sobre la membrana hasta generar la fuerza suficiente para separar la célula en dos.
La alimentación también fue diseñada artificialmente. Las células absorben nutrientes mediante la fusión con pequeños liposomas cargados de moléculas esenciales, un mecanismo regulado por una proteína denominada α-hemolisina.
Evolución en un sistema artificial
Los investigadores también exploraron si un sistema completamente sintético podía exhibir comportamientos asociados con la evolución.
Para ello introdujeron una modificación genética que incrementó la producción de α-hemolisina, permitiendo que determinadas células captaran nutrientes con mayor eficiencia. Después de cinco generaciones, esas variantes aumentaron significativamente su presencia dentro de la población cuando los recursos eran limitados.
El resultado sugiere que incluso una célula construida artificialmente puede experimentar procesos de selección natural cuando aparecen mutaciones que ofrecen ventajas frente a otras.
¿Puede considerarse una forma de vida?
Esa es la pregunta que inevitablemente plantea el proyecto, aunque los propios investigadores evitan responderla de manera categórica.
«La vida no es binaria», explicó Adamala al presentar el trabajo. Según la científica, SpudCell se ubica en una zona intermedia entre la química y la biología, donde todavía no existe consenso sobre qué características definen exactamente a un organismo vivo.
Además, el sistema aún depende de numerosos componentes externos para funcionar. Necesita ribosomas y otras moléculas incorporadas desde el laboratorio, pierde estabilidad genética después de varias generaciones y todavía no puede mantenerse de forma completamente autónoma.
Aplicaciones potenciales
Si futuras investigaciones confirman estos resultados y logran superar las limitaciones actuales, plataformas como SpudCell podrían convertirse en herramientas muy valiosas para distintas áreas de la biotecnología.
Entre las aplicaciones imaginadas por los investigadores aparecen la fabricación de medicamentos de alta precisión, la producción de compuestos químicos con menor consumo energético, el desarrollo de nuevos biomateriales e incluso sistemas capaces de capturar dióxido de carbono.
Sin embargo, los propios autores reconocen que todavía quedan desafíos importantes antes de pensar en aplicaciones industriales. Entre ellos figuran integrar todo el genoma en una única molécula más estable, conseguir que la célula produzca sus propios ribosomas y mejorar la fidelidad con la que transmite su información genética.
Un paso más cerca de comprender el origen de la vida
Más allá de sus posibles aplicaciones tecnológicas, SpudCell constituye una herramienta para estudiar una de las preguntas más profundas de la ciencia: cuáles son los requisitos mínimos para que la materia pueda considerarse viva.
Aunque aún está lejos de reproducir la complejidad de una célula natural y sus resultados deberán ser evaluados mediante revisión por pares, el proyecto representa un avance significativo en el campo de la biología sintética y abre un nuevo escenario para investigar cómo pudieron surgir los primeros sistemas capaces de evolucionar hace miles de millones de años.
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