Células Sintéticas Vivas
Resumo
Pesquisadores da Universidade de Bristol, no Reino Unido, deram um grande passo à frente na biologia sintética, projetando um sistema que desempenha várias funções-chave de uma célula viva, as Células Sintéticas Vivas, incluindo a geração de energia e a expressão de genes.
Sua célula artificialmente construída até se transformou de uma forma de esfera para uma forma mais natural de ameba nas primeiras 48 horas de ‘vida’, indicando que os filamentos proto-citoesqueléticos estavam funcionando (ou, como os pesquisadores colocaram , eram “estruturalmente dinâmicos”. em escalas de tempo estendidas”).
Construir algo que se aproxime do que podemos pensar como vivo não é um passeio no parque, principalmente graças ao fato de que mesmo o mais simples dos organismos depende de inúmeras operações bioquímicas envolvendo máquinas complexas para crescer e se replicar.
Os cientistas se concentraram anteriormente em obter células artificiais para executar uma única função, como expressão gênica, catálise enzimática ou atividade de ribozima.
Se os cientistas descobrirem o segredo da construção e programação personalizadas de células artificiais capazes de imitar a vida mais de perto, isso poderá criar uma riqueza de possibilidades em tudo, desde a fabricação até a medicina.
Enquanto alguns esforços de engenharia se concentram em redesenhar os próprios projetos , outros estão investigando maneiras de reduzir as células existentes a sucatas que podem ser reconstruídas em algo relativamente novo.
Para realizar este último feito de bioengenharia de baixo para cima, os pesquisadores usaram duas colônias bacterianas – Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa – para peças.
Essas duas bactérias foram misturadas com microgotas vazias em um líquido viscoso. Uma população foi capturada dentro das gotículas e a outra foi aprisionada na superfície das gotículas.
Os cientistas então rompem as membranas das bactérias banhando as colônias em lisozima (uma enzima) e melitina (um polipeptídeo que vem do veneno das abelhas).
As bactérias derramaram seu conteúdo, que foi capturado pelas gotículas para criar protocélulas revestidas por membrana.
Os cientistas então demonstraram que as células eram capazes de processamentos complexos, como a produção da molécula de armazenamento de energia ATP por meio da glicólise e a transcrição e tradução de genes.
“Nossa abordagem de montagem de material vivo oferece uma oportunidade para a construção de baixo para cima de construções simbióticas de células vivas/sintéticas, diz o primeiro autor, químico Can Xu.
“Por exemplo, usando bactérias engenheiradas, deve ser possível fabricar módulos complexos para desenvolvimento nas áreas de diagnóstico e terapêutica da biologia sintética, bem como na biofabricação e biotecnologia em geral.”
No futuro, esse tipo de tecnologia de células sintéticas poderá ser usada para melhorar a produção de etanol para biocombustíveis e processamento de alimentos.
Combinado com o conhecimento baseado em modelos avançados de biologia básica, poderíamos misturar e combinar algumas estruturas enquanto redesenhamos outras completamente para projetar sistemas totalmente novos.
Células artificiais podem ser programadas para fotossintetizar como bactérias roxas ou gerar energia a partir de produtos químicos, assim como as bactérias redutoras de sulfato.
“Esperamos que a metodologia responda a altos níveis de programabilidade”, dizem os pesquisadores .
Este artigo foi publicado na Nature.
Por: Felicity Nelson
Autores: Pode Xu, Nicolas Martin , Mei Li e Stephen Mann
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