La profesora asociada Kate Adamala está ocupada. su Un laboratorio de la Universidad de Minnesota toma los químicos y partes biológicas muertas y aisladas (ADN, membranas, ribosomas, etc.) y las juntan en células “artificiales” para ver si pueden cobrar vida… o al menos actuar vivas.
Este verano, el laboratorio de Adamala experimentó un gran avance. Crearon células artificiales que podían alimentarse, crecer y dividirse. Decidió llamarlos SpudCells y dice que demuestran que algún día es posible crear una célula completamente viva cultivada en laboratorio.
El sueño de Adamala, y el sueño de otros biólogos sintéticos como ella, es fabricar los medicamentos, los materiales y el combustible que necesitamos a partir de células artificiales. En lugar de depender infinitamente de los petroquímicos, Adamala espera que las células puedan programarse para crear estos materiales en el laboratorio para un futuro más autosuficiente y renovable.
Como explica Adamala: “Vivo en el Medio Oeste, por lo que tenemos mucha hierba de la pradera. ¿Por qué no puedo tomar esa hierba de la pradera y fermentarla para convertirla en un juguete de plástico? Es totalmente posible. Los átomos existen. No tenemos… una criatura que quiera y pueda hacerlo”. Célula artificial poder Al final será esa criatura.
Las células vivas pueden mover moléculas con precisión sin crear demasiados desechos tóxicos en el camino. El único problema es que las células biológicas naturales son muy difíciles de controlar.
Los científicos aún no entienden cómo las células naturales hacen todo lo que pueden. “Tengo miedo de las células”, dice Adamala. “No creo que alguna vez seamos capaces de comprender una célula compleja. Así que mi enfoque es que creo que podemos crear una célula nosotros mismos”.
a InexplicableEn una serie de tres partes de Life from Scratch, hablé con algunas de las voces líderes en biología celular sintética. De preparar La primera célula del mundo con ADN sintético Correr para desarrollar defensas contra una tecnología. Puede matar al mundoEsta serie explora las promesas potenciales y los riesgos nefastos de la biología celular sintética.
A continuación se muestra un extracto de mi conversación con Athamala, editado para mayor extensión y claridad, sobre el gran avance de su laboratorio. Hay mucho más en todo el podcast (y en toda la serie), así que escuchen Inexplicable Dónde encontrar sus podcasts, incluidos Pódcasts de Apple, SpotifyEtcétera. También puedes ver una versión en video de esta conversación. netflix.
¿Cuál fue la gran investigación que compartió con el público este verano?
Creamos una célula que podía alimentarse, crecer y dividirse a partir de componentes químicos no vivos. La gente ha estado construyendo células a partir de sustancias químicas muertas hace mucho tiempo, pero ninguna de ellas ha podido realizar esas funciones vitales de la vida. Esta es la primera vez que células artificiales han podido crecer y replicarse basándose en sus propias instrucciones.
Antes, se podían crear células artificiales, agregarles cosas y decirles que crecieran, pero las células chisporroteantes crecen porque quieren, porque las proteínas que contienen les dicen que crezcan.
Para que pueda crecer, comer, dividirse. ¿Están vivos?
No creo que estén vivos. Aunque realizan todas las funciones que creemos que sólo hace la vida, no hacen nada mejor.
Necesitan recibir todos los elementos básicos que necesitan. La vida tiene que descubrir cómo sobrevivir, y las células que hemos creado, aunque a nivel superficial parecen llevar a cabo las funciones de la vida, no son robustas. A menos que las condiciones sean absolutamente perfectas, se detendrán.
Parece que debería ser una pregunta sencilla, pero por nuestra conversación, tengo la sensación de que podría ser un poco más complicado de lo que parece. ¿Qué hace que algo sobreviva?
Ésa es una buena pregunta y creo que la mejor respuesta que puedo dar es una cita del juez de la Corte Suprema de Estados Unidos, Potter Stewart. Dijo que lo sabrá cuando lo vea. No es una definición científica, pero la vida no tiene una buena definición científica.
Existe una definición de vida de la NASA que la NASA utiliza cuando busca vida en el universo, y esa definición dice “un sistema químico autorreplicante capaz de una evolución darwiniana”.
Según la definición de vida de la NASA, tú estás muerto y yo estoy muerto porque no soy autorreflexivo. Para poder copiar, necesito a mi marido. Esto muestra que las definiciones de vida son muy imprecisas y dependen del contexto.
No existe una buena definición de vida que incluya todo lo que intuitivamente consideramos vivo y excluya todo lo que todos coincidimos en que no está vivo. Cada uno define la vida según diferentes principios.
¿Por qué estas células se llaman SpudCells?
Queríamos llamar al Sputnik. Fue el primer satélite artificial, y en realidad era un satélite muy pobre; en realidad no hacía ninguna de las cosas que hacen los satélites modernos y elegantes, pero básicamente abrió la era espacial.
Mostró a la gente que era posible escapar de la gravedad. Si podemos poner satélites en órbita, podemos poner a los humanos en órbita. Si podemos poner personas en órbita, podemos escapar de la órbita, ir a la luna y luego pasar más allá de la luna. Mostró lo que era posible. Así es como veo el papel de SpudCell.
¿Entonces es casi como una prueba de concepto?
Exactamente. Esta es una prueba de concepto de que se pueden incorporar sustancias químicas a una célula. Por sí solo, no es un buen organismo, pero muestra a la gente que se pueden combinar sustancias químicas y crecer, separar, someterse a selección y abrirme esta era de la biología.
¿Cómo hacen estas SpudCells todo esto de manera diferente a una célula natural?
El proceso de alimentación es similar al de las bacterias y otras células simples. Entonces, cuando ven algo lo suficientemente grande para comer, lo toman. Eso es lo que hace SpudCell.
¿Como dos pompas de jabón uniéndose?
Exactamente. Dos pompas de jabón, una grande y otra pequeña, se juntan y la más pequeña trae la comida.
La división, sin embargo, es una historia diferente. En realidad, la división es muy diferente de cómo se dividen las células naturales. El gen spud codifica y por tanto dirige la producción de proteínas en el genoma de la célula. Si hay suficientes proteínas presentes en una membrana, la célula comienza a dividirse.
¿Sientes que has alcanzado un hito en este proyecto?
Definitivamente. Este es un gran hito porque demuestra que es posible.
Mira otros episodios de la serie a continuación: