Cientistas criam células sintéticas vivas com base em pesquisadores da Universidade de Bristol deram um grande passo à frente no campo da biologia sintética ao desenvolver um sistema que desempenha várias funções-chave de uma célula viva, incluindo geração de energia e expressão gênica.
Sua célula projetada até se transformou de uma forma esférica para uma forma mais natural de ameba nas primeiras 48 horas de vida, indicando que os filamentos protocitoesqueléticos funcionavam (ou, como os pesquisadores colocaram, eram estruturalmente dinâmicos) em uma longa escala de tempo.
Criar algo próximo ao que podemos considerar vivo é uma tarefa muito difícil, principalmente devido ao fato de que mesmo os organismos mais simples dependem de inúmeras operações bioquímicas envolvendo mecanismos incrivelmente complexos para crescimento e reprodução.
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 para criar e programar individualmente células artificiais que podem imitar mais de perto a vida, isso poderá abrir uma infinidade de possibilidades em tudo, desde a fabricação até a medicina.
Enquanto alguns estão se concentrando em redesenhar as próprias células, outros estão procurando maneiras de reduzir as células existentes em fragmentos que podem ser redesenhados em algo relativamente novo.
Para realizar esse feito de bioengenharia de baixo para cima, os pesquisadores usaram duas colônias bacterianas, Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa.
Essas duas bactérias foram misturadas com microgotas vazias em um líquido viscoso. Uma população foi capturada dentro das gotículas e a outra foi capturada na superfície das gotículas.
Os cientistas então abriram as membranas das bactérias por imersão das colônias em lisozima (uma enzima) e melitina (um polipeptídeo derivado do veneno de abelha).
As bactérias cuspir seu conteúdo, que foi capturado pelas gotículas para criar protocélulas cobertas de membrana.
Os cientistas então demonstraram que as células são capazes de processamentos complexos, como a produção da molécula de armazenamento de energia ATP por meio da glicólise, além da transcrição e tradução de genes.
Nossa abordagem para a montagem de material vivo torna possível criar construções simbióticas de células vivas/sintéticas de baixo para cima, diz o primeiro autor do estudo, o químico Can Xu.
Por exemplo, bactérias engenheiradas podem ser usadas para produzir 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 as indústrias de biocombustíveis e alimentos.
Combinado com o conhecimento baseado em modelos avançados de biologia básica, será possível misturar e combinar algumas estruturas enquanto redesenha completamente outras para desenvolver sistemas completamente novos.
Células artificiais podem ser programadas para fotossíntese ou para gerar energia a partir de produtos químicos, como fazem as bactérias redutoras de sulfato.
Esperamos que a metodologia responda a altos níveis de programabilidade, dizem os pesquisadores.
Um artigo sobre a descoberta foi publicado na revista Nature.ve bactérias
2022-09-20 11:06:47
Autor: Vitalii Babkin