Cientistas da Universidade de Minnesota dizem ter criado pela primeira vez uma célula artificial totalmente feita do zero, e observaram-na passar por um ciclo de “vida” completo, incluindo a reprodução.
“Esta é a coisa mais interessante e importante que fiz na minha carreira, e lentamente fui percebendo que isso está realmente acontecendo”, disse a bióloga sintética Kate Adamala, co-líder do projeto, ao Science Alert.
“Replicamos na química o que só era possível na biologia: todo o conjunto de comportamentos de uma célula. Isso prova que as funções mais básicas da vida, como crescimento e replicação, não requerem uma misteriosa centelha mágica.” ele diz.
O projeto se chama Spudcell e tem um genoma de apenas 90 pares de quilobases (kbp). Para efeito de comparação, o genoma humano tem cerca de 3 milhões de kpb, e os biólogos anteriormente assumido Que uma célula viva precisa de pelo menos 113 kpb de dados genéticos para funcionar adequadamente.
De acordo com Adamla e seus colegas, Spudcell parece expandir esses limites, embora sua pesquisa ainda não tenha sido formalmente publicada e revisada por pares.
Mas está partilhado no website de uma nova organização de bioengenharia sem fins lucrativos que Adamla ajudou a fundar, Biótico.
Quando Adamala viu os resultados pela primeira vez, ficou chocada.
“Fiquei muito feliz, aliviada e um pouco cética porque sempre verifico duas ou três vezes os resultados”, disse ela ao Science Alert.
“Quando todos os controles e seus controles e controles adicionais foram concluídos, não foi mais uma surpresa.”
De acordo com ciência revistaSpudCell superou alguns obstáculos para publicação: aparentemente um revisor células, Uma prestigiada revista científica disse que o projeto não é biologia real.
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Isto pode ocorrer em parte porque a spudcell não atende exatamente aos requisitos da “vida” real: ela não pode se replicar ao longo de muitas gerações e, portanto, não pode evoluir.
“Acho que os biólogos não apreciam a importância da simplicidade mínima da engenharia química celular”, explicou Adamla ao Science Alert.
“Classificar a spudcell na escala dos sistemas biológicos naturais não parece muito: ela tem um ciclo de crescimento e replicação muito lento e um metabolismo de alta demanda.”
Cada spudcell artificial consiste em um lipossoma – uma esfera de gordura que imita a membrana externa de uma célula real – enrolado em torno de sete. PlasmídeoPequenas unidades de DNA (frequentemente encontradas em bactérias) que são ligeiramente diferentes dos cromossomos com os quais você pode estar familiarizado.
Juntos, esses sete plasmídeos constituem o genoma da spodcell, todos com 90 kpb.
A “célula” está equipada com um “sistema de expressão de proteínas” integrado, que traduz as instruções genéticas do DNA em ação. Isto é o que permite à “célula” converter os nutrientes absorvidos do fluido circundante em substâncias úteis e permite a divisão celular.
Segundo pesquisadoresO sistema spudcell é capaz de “seleção, replicação do genoma, crescimento, aquisição de recursos por meio da alimentação e divisão geneticamente codificada”.
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Você deve estar se perguntando por que os cientistas querem criar células artificiais do zero?
Além de explorar a questão fundamental de onde realmente se situa o limiar da vida, os futuros sistemas semelhantes a células sintéticas poderiam potencialmente ser concebidos para agir como minifábricas biológicas, bombeando substâncias biológicas como medicamentos, biomateriais, produtos químicos e outras coisas úteis.
Os laboratórios já usam bactérias geneticamente modificadas e outros micróbios dessa forma, e é semelhante à insulina de grau médico. produzido.
Uma célula totalmente artificial poderia permitir eficiências e especializações que excedem as biotecnologias existentes.
Eles podem ser menos úteis do que os desígnios da própria natureza.
Atualmente, os SpudCells não duram mais do que algumas gerações. Na verdade, não conseguem criar os seus próprios sistemas de expressão proteica, nem conseguem controlar o seu metabolismo, pelo que são completamente dependentes das substâncias e componentes do meio líquido em que flutuam.
As bolhas também não possuem um citoesqueleto, a estrutura interna que sustenta as células naturais. Isso simplifica as coisas, mas também significa que eles não podem transportar materiais ou limpar resíduos.
Mas este trabalho fornece uma prova de conceito que outros cientistas podem desenvolver – e estaremos observando de perto nos próximos anos.
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“Nosso objetivo é ter uma capacidade totalmente operacional para projetar biologia”, disse Adamala ao ScienceAlert.
“Para fazer isso, precisamos saber para onde vai cada bloco de construção, precisamos de um projeto completo. É isso que dá o Spudcell, e nenhuma outra célula conhecida atualmente. Temos um plano completo para isso, para que possamos projetar esse chassi.”
“Espero que outros expandam este chassi para adicionar categorias mais robustas (alguém, por favor, coloque o citoesqueleto!) e adicionar vias metabólicas mais robustas”, acrescentou.
“Então tirarei férias de um ano ou farei outra coisa maluca para comemorar.”
O estudo ainda não foi revisado por pares, mas uma pré-impressão está disponível Site da Biótica.
Este artigo foi verificado por Rebecca Dyer e editado por Claire Watson. Embora nos orgulhemos de nosso processo, somos apenas humanos. Se você encontrar um erro, avise-nos.
