Un equipo científico binacional de Francia y el Reino Unido ha creado células sintéticas avanzadas que imitan la funcionalidad de las células reales, lo que constituye un hito mundial. La investigación, dirigida por la Universidad de Bristol, en Reino Unido, estableció un nuevo enfoque para la creación de protocélulas altamente complejas utilizando microgotas viscosas llenas de bacterias vivas como sitio de construcción microscópico, según divulgaron sus autores, en un comunicado, la semana pasada.
Los intentos anteriores de modelar protocélulas utilizando microcápsulas se quedaron cortos, por lo que el equipo de investigadores recurrió a bacterias para construir células sintéticas complejas utilizando un proceso de ensamblaje de material vivo.
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¿Cómo lo hicieron?
En el primer paso, el equipo expuso las gotas vacías a dos tipos de bacterias que fueron capturadas dentro de las gotitas o en su superficie. Luego, ambos tipos de bacterias se destruyeron para que los componentes celulares liberados quedaran atrapados dentro o en la superficie de las gotas y así producir protocélulas bacteriogénicas recubiertas de membrana (coacervados) que contenían miles de moléculas biológicas, piezas y maquinaria.
Los investigadores descubrieron que las protocélulas podían producir moléculas ricas en energía (ATP) a partir de azúcares, y sintetizar ARN y proteínas, lo que indicó que los componentes bacterianos heredados permanecen activos en las células sintéticas.
El equipo científico remodeló estructural y morfológicamente las protocélulas para crear un núcleo único con ADN condensado en una estructura similar, y desarrollar todo un sistema de orgánulos celulares delimitados por membranas, como por ejemplo las vacuolas de agua.
Finalmente, de manera sostenible, el conjunto quedó energizado bioquímicamente por la producción de ATP derivada de células vivas de la bacteria ‘Escherichia coli’ implantadas. Como resultado, las construcciones protovivientes adoptaron una morfología externa similar a la de una ameba con un sistema biónico celular con propiedades integradas similares a las de la vida. Estos resultados fueron presentados en Nature, el miércoles pasado.
¿Cuál es el impacto de la investigación?
Uno de los autores principales, el profesor Stephen Mann, de la Universidad de Bristol, dijo en el comunicado: “Lograr una alta complejidad organizativa y funcional en células sintéticas es difícil, especialmente en condiciones cercanas al equilibrio. Con suerte, nuestro enfoque bacteriogénico actual ayudará a aumentar la complejidad de los modelos de protocélulas actuales, facilitará la integración de innumerables componentes biológicos y permitirá el desarrollo de sistemas citomiméticos energizados”.
Por su parte, el primer autor, el Dr. Can Xu, de la misma universidad, agregó: “Nuestro enfoque de ensamblaje de material vivo brinda una oportunidad para la construcción de abajo hacia arriba de construcciones simbióticas de células vivas y sintéticas”.
El Dr. Xu es del criterio de que, con la utilización de bacterias modificadas, debería ser posible fabricar módulos complejos para el desarrollo en áreas terapéuticas y de diagnóstico de biología sintética, así como en biofabricación y biotecnología en general.
