Os cientistas dizem ter criado uma “célula sintética” que pode comer, crescer e dividir-se de forma notável como as células vivas.
Pesquisa, lançamento de banco de dados de pré-impressão bioRxiv 2 de julho, ainda não revisado por pares. Ele apresenta spudcells, um novo tipo de célula artificial, e marca um passo emocionante na produção de células vivas a partir do zero. Mas foi coautor do estudo Kate AdamlaBiólogo sintético da Universidade de Minnesota, esta está longe de ser a parte mais interessante do trabalho.
“Não acredito que (a spudcell) esteja viva”, disse Adamla ao Live Science. Em vez disso, ele descreve o sistema como uma estrutura que pode produzir “todos os produtos químicos de que precisamos para a nossa civilização com a biologia”. A ideia é que a SpudCell funcione como uma fábrica em miniatura, bombeando medicamentos, fertilizantes, plásticos ou outros compostos.
O anúncio da obra gerou alguma controvérsia, com alguns estudiosos vendo-a como uma manobra para atrair a atenção da mídia para o lançamento simultâneo da organização sem fins lucrativos do autor. Bióticoque visa arrecadar fundos para o desenvolvimento da plataforma SpudCell. Adamala não se importa com essas críticas, pois está ansiosa para trazer mais atenção e financiamento para sua área. Se uma célula sintética pudesse ser aperfeiçoada, pensa ele, poderia ajudar a humanidade a produzir produtos químicos sem depender tanto de produtos petrolíferos.
“Sinto uma urgência incrível de que, se não agirmos sobre isso agora, ficaremos sem tempo”, observou ele. Crise climática. “Precisamos destacar que a bioengenharia pode fornecer uma solução. É por isso que estou fazendo isso.”
Uma célula sintética e uma grande promessa
De acordo com a pré-impressão, Adamla e sua equipe desenvolveram um sistema vivo que se assemelha muito a uma célula viva. Para fazer isso, eles combinaram 36 enzimas purificadas e uma membrana gordurosa com um genoma reduzido cerca de 50 vezes menor que o de uma célula bacteriana média. Ao misturar esses elementos artificiais, os cientistas criaram uma célula que poderia se alimentar, crescer e se dividir – então, em essência, eles criaram um ciclo celular completo em uma placa de Petri.
“Criamos um sistema semelhante a uma célula que é completamente definido quimicamente, portanto não existem blocos de construção desconhecidos”, disse Adamala. “É capaz de fazer coisas que até agora as pessoas pensavam que apenas células vivas naturais poderiam fazer”. Eles chamam o sistema de “Spudcell” porque se parece com uma batata. O New York Times noticiou. O nome também é uma homenagem ao satélite Sputnik, Por CNN.
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Conceito de recriar o ciclo celular em um prato Não é totalmente novo. do Instituto J. Craig Venter Artigo “Célula mínima” de 2016 Flerta-se com a ideia de extrair o máximo possível de genes de uma bactéria, deixando apenas um número mínimo de células que ainda podem se replicar. No entanto, o novo estudo é a primeira vez que os cientistas conseguem alimentação, crescimento e divisão usando uma abordagem “de baixo para cima”.
A obra marcou “um grande avanço”. Mauro Rinaldié professor de biotecnologia e bioquímica na Universidade de Hull, Reino Unido, que não esteve envolvido neste trabalho. “Isso move a agulha porque uma das principais coisas que as células fazem é se dividir”.
Mas há advertências importantes. Por um lado, as células ainda não conseguem produzir a sua própria energia como as nossas células fazem com as mitocôndrias. Eles dependem de gorduras, carboidratos e enzimas fornecidos externamente. As células não podem produzir os seus próprios ribossomas, a maquinaria que transforma as instruções genéticas em partes funcionais da célula. Isso significa que depende de proteínas fornecidas de fora.
Esquerda: uma imagem de super-resolução de um lipossoma spudcell com genoma encapsulado e expressão de proteína ativa. À direita: uma spudcell encapsula um genoma inteiro. O DNA do genoma e as membranas celulares sintéticas são corados com corantes fluorescentes.
(Crédito da foto: Orion Venero, Adamla Lab)
Outra diferença é que o genoma da spudcell está espalhado por pedaços de DNA chamados plasmídeos, em vez de empacotados ordenadamente em cromossomos. Ela não possui o esqueleto que as células normalmente usam para dividir ordenadamente o DNA durante a divisão celular, portanto, como resultado, a distribuição do DNA da spudcell para suas células-filhas pode ser um tanto aleatória.
“A descrição dos resultados me deixa com questões técnicas consideráveis em relação à natureza e robustez dos resultados”, disse Irmã Deckeré um biofísico da Universidade de Tecnologia de Delft, na Holanda, que não esteve envolvido neste trabalho. “(Sua) abordagem usa algumas técnicas de engenharia inteligentes como atalhos para alcançar funções complexas como o crescimento, mas um grande desafio é criar uma célula verdadeiramente autônoma que execute todas essas funções sem ajuda externa”, disse ele.
Decker está entre os cientistas que gostariam que a pesquisa virasse notícia depois de publicada em uma revista científica revisada por pares. “Se estes resultados forem sólidos, essa grande atenção dos meios de comunicação social é certamente justificada; se a revisão pelos pares, no entanto, revelar fraquezas ou problemas, todas as actuais reportagens dos meios de comunicação social são prematuras”, argumentou.
Da célula à plataforma de produção
Adamla vê Spudcell como uma folha em branco para a engenharia. “Acreditamos que se construirmos uma célula do zero, ela estará totalmente projetada”, disse ele.
As células têm sido usadas há muito tempo para produzir produtos químicos para consumo humano. Milhões de pessoas Use insulina sintética produzida por bactérias e células de levedura, por exemplo. Mas as células resistem à produção de substâncias químicas que lhes podem ser prejudiciais e, através da evolução, desenvolveram sistemas para evitar isso. Um sistema semelhante ao Spudcell poderia superar essas barreiras naturais, pensam Adamla e seus colegas.
Tais plataformas também podem ser úteis para o desenvolvimento de medicamentos de nova geração, como aqueles baseados em mRNA ou peptídeos. Essas drogas usam blocos de construção moleculares, como aminoácidos ou nucleotídeos, que foram quimicamente ajustados para tornar as moléculas mais estáveis ou difíceis de serem absorvidas pelo corpo. As Spudcells podem ser projetadas para produzir esses materiais modificados diretamente, em vez de os cientistas os sintetizarem em laboratórios de química tradicionais. Isso poderia potencialmente reduzir os prazos de desenvolvimento e reduzir os custos, pensa a equipe.
Adamala e seus colegas também levantam a hipótese de que células estão sendo usadas Laboratório facilmente despachável. Podem ser secos, transportados, armazenados sem refrigeração e depois ativados no local para produzir produtos químicos, vacinas ou proteínas quando e onde forem necessários.
Mas ainda há um longo caminho a percorrer. Por enquanto, Spudcell é apenas uma prova de princípio, e há muitos obstáculos a superar antes de se tornar uma plataforma industrial.
“(SpudCell) não é uma plataforma de engenharia que pode fornecer um produto útil, mas é um passo”, disse Adamala. “Provavelmente será daqui a pelo menos algumas décadas que chegaremos ao ponto em que poderemos substituir todos os produtos petroquímicos por produtos biológicos, mas acredito que seja possível”.
Adamala espera que as doações de filantropos apoiem diretamente a pesquisa biótica da organização sem fins lucrativos. “Biotic é uma agência de financiamento que financiará este trabalho globalmente”, disse ele.
Embora a tecnologia seja promissora, “ela precisa passar pela revisão por pares”, disse Rinaldi. “Espero que muito do hype e alguns dos termos que eles usam desapareçam depois de alguns anos.”
