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Hacia la primera célula mínima sintética

Área: Biología — diciembre 3, 2005

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Bioreactor de vesícula, prototipo de célula artificial. Foto: Rockefeller U.

Los científicos están intentando crear células artificiales para saber cuáles son los mínimos componentes necesarios para sustentar la vida.
Hay un salto muy grande entre la síntesis de las primeras moléculas orgánicas, que sabemos hacer muy bien y desde hace tiempo, y la creación de un organismo unicelular. La naturaleza eliminó todos los pasos intermedios hace miles de millones de años y no sabemos cómo sucedió exactamente. El origen de la vida ha sido siempre un misterio. Pero eso no significa que este problema esté fuera del alcance de la ciencia. Siempre podemos hacer experimentos y ver si nuestras hipótesis eran acertadas o no. En este caso en concreto podemos incluso intentar crear vida orgánica artificial.
Después de miles de millones de años de evolución la vida ha alcanzado cotas de muy alta complejidad. Incluso los seres vivos más pequeños como las bacterias son muy complejos, y no sabemos cuáles de sus genes son indispensables para la vida y cuáles son añadidos que simplemente mejoran su competitividad en el medio. Lo mismo podemos decir de otros componentes celulares.
Si queremos saber cómo fueron esas primera células que poblaron la Tierra y cómo se desarrollaron debemos de ir quitando poco a poco los componentes de los seres mas sencillos que conocemos. O bien, a la inversa, ir añadiendo a una “célula vacía” genes y componentes poco a poco hasta que logre sobrevivir por si sola.
Uno de los científicos que trata de alcanzar este logro es Albert Libchaber y su equipo de Rockefeller University. Últimamente se han acercado mucho a esta meta.
Hace menos de un año consiguieron crear un birreactor de vesícula. Éste consiste en un membrana de fosfolípidos contiene un líquido en el que hay disueltos nutrientes esenciales. Dentro de esta esfera los investigadores introdujeron hebras de ADN que contenían tres genes. Han mostrado que estas “estructuras celulares” son capaces de de sintetizar proteínas y automantenerse “vivas” por cuatro días siempre que el medio ambiente en el que se encuentran se mantenga estable.
Ahora Libchaber y Vincent Noireaux junto con sus colaboradores trabajan sobre otros problemas como, por ejemplo, cómo conseguir que sus vesículas excreten sus productos de deshecho al medio.
Se necesita un equilibrio entre producción y destrucción de proteínas. La destrucción debe de ser autocontenida de tal modo que sólo determinadas proteínas innecesarias se degraden y evitar así la muerte del sistema por destrucción de demasiado material. Por otro lado la acumulación de material innecesario o degradado tampoco es bueno.
El concepto de la célula mínima que contienen sólo los genes esenciales esta siendo perseguido por diversos equipos incluidos el de Craig Venter, el investigador que a finales de los noventa consiguió financiación privada para su proyecto de secuenciar el genoma humano por un método heterodoxo.
Usando el genoma como base, Venter está intentando alcanzar una meta similar mediante la sistemática eliminación de genes hasta alcanzar la mínima expresión de vida celular.
La idea de Venter es un poco más comercial porque el fin último de sus células mínimas sería probar genes.
Con este modelo vivo se podrían ensayar entonces diversos genes para saber así su función de una manera más fácil, por estar en un medio “limpio de ruido”, que en una célula normal compleja. Se supone que este tipo de modelo reportaría muchos beneficios, como encontrar nuevas vías metabólicas y fotosintéticas que luego se aplicarían a otros seres y cultivos. Es de suponer que finalmente tendrían un gran impacto sobre la vida cotidiana en un futuro no muy lejano.
Las estimaciones sobre el genoma mínimo capaz de sustentar una vida independiente se sitúan entre los 250 genes para los más optimistas y unos 2000 para los menos optimistas.
El equipo de Libchaber ha emprendido el camino en sentido inverso, pues creen que si se entiende un sistema se puede reconstruir a partir de sus elementos básicos. Sería más el método de trabajo de un físico mas que el de un biólogo.
Ahora, añadiendo hasta 15 genes han conseguido crear vesículas con capacidad excretora donde los desperdicios son eliminados.
Otro problema con el que se enfrentan es la desestabilización de la membrana de fosfolípidos. Cuando las células normales se dividen la membrana de fosfolípidos se debe de desestabilizar para que pueda partirse en dos. Como la meta es conseguir que la “célula mínima” tenga capacidad autoreplicativa el problema de la desestabilización es importante.
Según Libchaber las células son complicadas porque el ambiente exterior es complicado. Crear una célula mínima en un ambiente controlado ayudará a entender los problemas relacionados con el origen de la vida.
Queda un largo camino, pero tarde o temprano se conseguirá crear la primera vida artificial, aunque nuestro monstruo de Frankenstein sea sólo unicelular.

Referencias:
Rockefeller University.
Venter Institute.
BBC.
Fraser, C.M., t al., “The minimal gene complement of Mycoplasma genitalium,” Science, Vol. 270, October 20, 1995, pp.397-403.

4 Comentarios

  1. mirko yepez davavila:

    Mi muy agradable saludo para Rockefeller University y Venter Institute soy mirko yepez, soy de Perù, Lima. Me a encantado su tema de como poder descubrir las primeras células existentes en el mundo. Pero tengo una cuestión, yo apoyo su idea, pero creo que un organismo procede de otro, entonces que hay con la evolución de la célula, al igual que todo los organismos debe tener evolución -perder y actualizar nuevos órganos según su habitad o perdida de función- trato de explicar que es imposible recuperar órganos de la célula perdidas con el tiempo.
    Espero que mi comentario lo hayan escuchado, Gracias

  2. loly fany:

    ¿De dónde proviene la primera célula?

  3. ivan:

    Yo soy Ivan de Argentina. Me a gustado mucho como se expresaron el tema de la primeras celulas exixtente del mundo. Pero.. le voy a hacer una pregunta .. De donde proviene la primera celula ? Me quede con esa duda..! Por favor si me puede contestar les agradeceria..!
    Muchas Gracias .

  4. Juan E. Díaz:

    La célula que se duplica a sí misma en una copia idéntica, por bipartición, tiene el secreto de la inmortalidad biológica, afirmaba una científica española. Tal vez la célula mínima consiga esto, para células otras que si misma, como portadora de genes mejorados en su calidad. Asi podriamos inmortalizar una neurona, o grupo de neuronas, de algún talento: pero ésto sólo es realismo fantástico, sólo especulación. Notable el artículo, felicitaciones.-

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