SpudCell: Científicos crean la primera célula sintética con ciclo de vida completo

Especificaciones clave: De qué está hecha SpudCell

SpudCell es radicalmente más simple que cualquier célula natural. Una bacteria típica como E. coli contiene millones o miles de millones de moléculas; SpudCell contiene solo entre 150 y 200 moléculas en total . Su genoma consta de siete bucles de ADN diseñado que codifican las instrucciones para el crecimiento y la reproducción .

SpudCell depende del sistema PURE (Protein synthesis Using Recombinant Elements), una maquinaria mínima de transcripción-traducción reconstituida in vitro. No tiene metabolismo propio y depende completamente de este entorno molecular a medida para expresar su programa genético .

Cómo se alimenta

La membrana celular incorpora poros transmembrana basados en la proteína bacteriana alfa-hemolisina, que permiten la entrada de nucleótidos y pequeñas moléculas nutritivas a la célula . Estos poros se pueden abrir o cerrar añadiendo un inductor químico, lo que permite al equipo controlar la alimentación .

Cómo se divide

La división se activa reclutando la proteína FtsZ (el homólogo bacteriano de la tubulina) hacia la bicapa lipídica. Cuando se acumula suficiente FtsZ, forma un anillo contráctil que estrangula la membrana hacia adentro hasta que la célula se divide en dos. El sistema utiliza un anclaje proteico sensible a la luz o químicamente inducible para controlar cuándo y dónde se ensambla la FtsZ, proporcionando un control externo sobre el momento de la división .

Las grandes limitaciones: No está del todo viva

A pesar del avance, SpudCell está lejos de ser un organismo vivo autosuficiente. Los investigadores son sinceros sobre sus deficiencias:

• División ineficiente: La división se describe como "torpe". Solo una fracción de las SpudCells completan la fisión; muchas dejan de contraerse o se lisan .
• Mala retención del genoma: Las células hijas a menudo heredan una copia incompleta o ninguna del genoma. El equipo estima que la retención del genoma es muy inferior al 50% por división, lo que significa que muchos "descendientes" no pueden continuar el ciclo .
• Degradación de los ribosomas: Los ribosomas del sistema PURE se degradan durante el ciclo celular. Después de 3 o 4 generaciones, la síntesis de proteínas se detiene y la línea celular colapsa. Esto limita el linaje de SpudCell a aproximadamente 5 generaciones (unos 2-3 días) antes de que deba ser reemplazada .
• Sin evolución darwiniana: SpudCell realiza una replicación programada, pero no puede mutar, competir ni evolucionar de forma autónoma. Cada ciclo es una ejecución determinista del programa proporcionado externamente, no una evolución abierta .

Como le dijo Adamala a CNN, SpudCell es "un organismo muy frágil que existe principalmente para consumir y, ocasionalmente, producir una hija" .

Estado de la revisión por pares

La investigación está en revisión en una revista científica, pero aún no ha completado el proceso de revisión por pares. El equipo publicó un informe previo (preprint) de 190 páginas de su trabajo en línea. The New York Times, citando a los investigadores, confirmó que el manuscrito está en revisión . La revista específica no ha sido revelada.

Biotic: Un futuro de código abierto para las células sintéticas

Junto con el anuncio de SpudCell, los investigadores revelaron Biotic (BIOTIC) —una nueva organización benéfica de interés público 501(c)(3) de EE. UU. cofundada por Kate Adamala y el biólogo sintético de Stanford Drew Endy .

La misión de Biotic es promover las biotecnologías emergentes sobre una base multilateral y de código abierto. La Universidad de Minnesota posee la patente de SpudCell, pero la ha licenciado exclusivamente a Biotic, que está estructurada para mantener la tecnología fundamental disponible gratuitamente para los investigadores de todo el mundo, imitando el enfoque del Proyecto Genoma Humano . La biografía de Drew Endy en Caltech confirma que "cofundó recientemente BIOTIC como una nueva organización benéfica que promueve las biotecnologías emergentes sobre una base multilateral" .

Por qué es importante

SpudCell representa un paso dramático hacia el objetivo largamente buscado de construir una célula viva desde cero. Proporciona una plataforma mínima para estudiar los requisitos fundamentales de la vida y, con el tiempo, podría permitir aplicaciones en medicina, biofabricación y producción química. Como dijo Adamala al Star Tribune, la motivación es "cambiar la economía a una bioeconomía" fabricando productos químicos sin petroquímicos .

Pero por ahora, SpudCell es una prueba de concepto: un conjunto frágil y de corta duración de moléculas que imita la vida más fielmente que cualquier cosa construida antes, pero que aún no está viva según ninguna definición estándar.