El conocimiento que se obtiene sobre la biología y sus procesos nos permiten tener un control cada vez mayor de nuestra influencia en ellos. Una muestra indudable de esto fue la creación hace años de células sintéticas capaces de crecer y dividirse, pero aún entonces no tenían la capacidad d hacerlo naturalmente.

Ahora, gracias a una investigación publicada online en la revista científica Cell, ha sido posible determinar qué les faltaba a estas células para llegar al siguiente nivel. Gracias a esto, se observó que estas estaban ya en el umbral, pero necesitaban el empujón de un detalle más para poder avanzar.

Los primeros pasos

Durante el 2016, el investigador Craig Venter dirigió un equipo de científicos que colaboraron con el desarrollo de las primeras células sintéticas “mínimas”. Dichas creaciones, nacidas en el Instituto J. Craig Venter, estaban conformadas por una combinación de los componentes de bacterias de Mycoplasma y un genoma químicamente sintetizado.

Para ese entonces, los investigadores responsables de estas células sintéticas “mínimas” dijeron que estas eran capaces de crecer y dividirse naturalmente, como cualquier otra bacteria. A esta creación, conformada por 473 genes clave –identificados como los “esenciales para la vida”–, se la llamó JCVI-syn3.0.

Las células sintéticas podían crecer, pero no como las naturales

Cápsula de Petri con muestas de células adentro.
Vía iStockphoto.

Ahora, años más tarde otro estudio, ahora dirigido por la investigadora Elizabeth Strychalski del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE. UU. ha demostrado que estas células aún no podían ser comparadas por completo con sus versiones naturales.

De hecho, aunque las células sintéticas sí eran capaces de crecer y formar colonias, estas aún no se podían comportar como naturalmente lo harían otras bacterias. En realidad, ni siquiera eran capaces de dividirse realmente de forma uniforme –un requisito para que la división celular sea realmente exitosa y se pueda mantener la vida–.

Strychalski explicó que esta situación se debía a que sus creadores originales habían descartado cada gen que no consideraban necesario para el crecimiento. Como consecuencia, terminaron por privar a las células sintéticas de componentes básicos para que pudieran actuar como sus contrapartes naturales.

Descubren los genes que faltaban para que las células sintéticas pudieran crecer naturalmente

Una vez estuvo claro que hacían falta unos genes específicos para “completar” las células sintéticas, Strychalski y su equipo se pusieron en acción. Gracias a su esfuerzo, se identificaron específicamente siete genes que eran vitales para el proceso de división y crecimiento celular.

Una vez se reintrodujeron estos en las células sintéticas mínimas, JCVI-syn3.0, entonces ellas pudieron realmente crecer y dividirse naturalmente. Además de esto, Strychalki también comentó que el estudio sirvió para distinguir las funciones exactas de cinco de los siete genes. Ya que, aunque se los había relacionado con el crecimiento celular, no se sabía qué papel exactamente era el que jugaban.

Una nueva oportunidad de entender la vida

“[Esta investigación] es increíblemente importante para comprender cómo funciona la vida y qué genes se necesitan para operar las células de manera confiable”, dice Drew Endy, también coautor de la investigación.

Según los científicos, los datos descubiertos en este estudio sobre las células sintéticas van mucho más allá de la capacidad de estas de crecer naturalmente. De hecho, gran parte del potencial de la investigación tiene que ver con las oportunidades que este nuevo conocimiento puede generar.

“[El descubrimiento] nos acerca a la ingeniería de células vivas completamente definidas, entendidas y controlables (…) Libres de la complejidad de los sistemas vivos naturales, las células sintéticas son una herramienta tanto para la investigación básica como para la biotecnología”, concluyó la coautora Kate Adamala.

Referencia:

Genetic requirements for cell division in a genomically minimal cell: https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.03.008

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