Desarrollan prototipo de célula para crear vida artificial
19/08/2014 - 11:39:03
Cient�ficos construyen un compartimento sint�tico que funciona como una c�lula. Esto podr�a servir para hacer combustibles, medicamentos o productos qu�micos.
Comprender c�mo funciona hasta el �ltimo mecanismo de la vida podr�a permitir descontaminar el suelo y el agua, producir �rganos para transplantes, sintetizar nuevos combustibles, acabar con las enfermedades y so�ar con la inmortalidad. Los l�mites est�n en la imaginaci�n y en la �tica. Pues bien, a partir del a�o 2000, los intentos por comprender la vida y modificarla se desarrollaron en una direcci�n nueva: la de producir vida artificial en el laboratorio y poder controlarla a voluntad de los cient�ficos.
Un art�culo publicado esta semana en la revista �Science� muestra un importante avance en este sentido: cient�ficos del Instituto Weizmann, (Rehovot, Israel), han conseguido hacer una reproducci�n artificial y en miniatura de un grupo de c�lulas e imitar su funcionamiento. En concreto, han conseguido introducir dos genes, secuencias de ADN, y obtener prote�nas.
Los genes permiten producir prote�nas
Esto es muy importante porque las c�lulas almacenan la informaci�n que mantiene su estructura y les dice c�mo funcionar en el ADN, pero necesitan que esta mol�cula produzca prote�nas para hacer todas las cosas que necesitan, como crecer, reconocer el entorno o producir energ�a. �Los genes son como Legos en los que puedes mezclar y unir varios componentes para producir distintas cosas�, ha explicado Roy Bar-Ziv en �Science News�. Es director del laboratorio donde dos de los estudiantes de doctorado han dise�ado el prototipo de la c�lula artificial.
Si efectivamente logran que se comporten como las piezas de un Lego, se podr�a producir cualquier prote�na en este sistema artificial. Esto podr�a servir para comprender los procesos biol�gicos b�sicos y en el futuro ayudar�a a sintetizar prote�nas espec�ficas para hacer combustibles, medicamentos, productos qu�micos o enzimas de uso industrial bajo circunstancias controladas o interesantes.
Objetivo: producir c�lulas a medida
De momento solo han hecho pruebas con dos genes cada vez, pero pretenden aumentar la complejidad hasta reproducir redes de genes que interaccionan unos con otros. En �ltima instancia, en teor�a podr�an probar con todos los genes de un organismo. �El objetivo es dise�ar un contenido de ADN similar a un genoma real y colocarlo en los compartimentos�, ha explicado Alexandra Tayar, la estudiante que, junto con Eyal Karzbru, ha dise�ado el sistema.
Su dise�o consiste en una red de peque�os compartimentos unidos por capilares, que son unos peque�os conductos que permiten el tr�nsito de nutrientes y otras sustancias. En cada compartimento, los investigadores a�adieron extractos de c�lulas naturales que ten�an toda la maquinaria necesaria para producir prote�nas. Cuando introduc�an los genes, toda esa maquinaria le�a la informaci�n que conten�an y produc�an las prote�nas correspondientes.
Adem�s vieron que la forma y el tama�o de los compartimentos influ�a en la producci�n de prote�nas, tal como ocurre en los seres vivos. De hecho, el equipo ya est� trabajando en un sistema que imite el desarrollo embrionario de algunos animales, en el que influye mucho la forma, el tama�o y la distribuci�n de las c�lulas.
Sea como sea, aunque estos investigadores hayan conseguido dise�ar un compartimento que da soporte a las funciones de la c�lula, han recurrido a la maquinaria de c�lulas naturales preexistentes y a genes extra�dos de estas, por lo que a�n no se puede hablar ni mucho menos de aut�nticas c�lulas artificiales.
El primer organismo sint�tico
Si estos investigadores han conseguido algo as� como un compartimento sint�tico que funciona como una c�lula, en el pasado ha habido otros esfuerzos en producir genomas (conjuntos de genes) artificiales para luego colocarlos en c�lulas naturales. En ambos casos, se pretende obtener unos productos determinados bajo circunstancias controladas pero se recurre a distintas aproximaciones para conseguirlo.
A partir del a�o 2003, el multimillonarioCraig Venter impuls� un proyecto para producir el primer organismo sint�tico. Se produjo el genoma de un microorganismo en el laboratorio y luego se implant� en c�lulas vac�as de genes. Despu�s de 10 a�os de trabajo y de unos 30 millones de euros de inversi�n, se fabric� un �genoma m�nimo�, el m�s b�sico posible, y se introdujo eficazmente en unas c�lulas vac�as de su propio genoma. Pero, al igual que en el estudio de las �c�lulas artificiales�, la maquinaria celular se tom� prestada de otras c�lulas en lugar de ser artificial.
El primer organismo sint�tico
Desde mucho antes, m�s o menos desde mediados del siglo pasado, la biotecnolog�a y la biolog�a molecular han intentado modificar la vida para que trabaje para el ser humano: desde la creaci�n de plantas transg�nicas m�s resistentes a la sequ�a a las bacterias descontaminadoras de suelos o a los virus que se comportan como antitumorales.
Las prote�nas se encargan de las funciones
Para entender la importancia de que se haya podido reproducir en el laboratorio la s�ntesis de prote�nas, hay que tener en cuenta varias cosas:
-La informaci�n que mantiene la estructura y el funcionamiento de los seres vivos se transmite y se hereda a trav�s, entre otras cosas, del ADN. Por ejemplo, los genes est�n hechos de esta mol�cula.
-El ADN almacena informaci�n pero no puede hacer las funciones que necesita la c�lula, como producir energ�a, crecer o reconocer el entorno. Para ello, la c�lula produce prote�nas y otras mol�culas que s� pueden hacerlo.
-Seg�n el dogma central de la Biolog�a Molecular, el ADN es transcrito a ARN mensajero, y �ste es traducido a prote�na, elemento que finalmente realiza la acci�n celular.
http://www.abc.es/ciencia/20140819/abci-celula-artificial-sintesis-proteinas-201408190902.html
