Construyamos una celda
Los investigadores diseñan un sistema celular sintético mínimo para estudiar la función básica de las células
Las células son la unidad básica de la vida. Proporcionan un entorno para que las moléculas fundamentales de la vida interactúen, para que se produzcan reacciones y se mantenga la vida. Sin embargo, la célula biológica es muy complicada, lo que dificulta la comprensión de lo que ocurre en su interior. Una forma de abordar este problema biológico es diseñar una célula mínima sintética como un sistema más simple en comparación con las células biológicas. Los investigadores del Instituto Max Planck de Biología Celular Molecular y Genética (MPI-CBG) de Dresde y del Instituto Max-Planck de Coloides e Interfaces (MPICI) de Potsdam lograron este desafío de ingeniería construyendo una célula sintética que puede encapsular reacciones bioquímicas fundamentales. También muestran que un sistema tan mínimo puede responder a los cambios en el entorno.
Células sintéticas con compartimentos. El magenta muestra la membrana lipídica, el cian muestra los subcompartimentos libres de membrana marcados con fluorescencia.
Copyright: Love et al. / MPI-CBG
Las células constituyen los elementos básicos de la vida. Proporcionan un entorno distinto y dinámico para la organización de las moléculas y las reacciones necesarias para sostener la vida. Dentro de la célula hay un sinnúmero de moléculas, incluyendo el ADN, las proteínas, los azúcares y las grasas (lípidos) que necesitan unirse de diferentes maneras. Para entender cómo las células organizan todos estos componentes para funcionar en un entorno complejo, los científicos han estado construyendo células sintéticas con menos componentes para diseñar sistemas simples que imitan ciertos procesos celulares. Este campo de investigación de la biología sintética combina la ingeniería y la biología y se centra en tomar partes del sistema biológico natural y simplificarlo.
A pesar de los grandes avances en el campo de la biología sintética, la construcción de sistemas dinámicos sigue siendo muy difícil. El equipo de investigación, financiado a través de la red MaxSynBio, formado por la líder del grupo de investigación del MPI-CBG, Dora Tang, en colaboración con los líderes del grupo de investigación del MPICI, Rumiana Dimova y Tom Robinson, ha logrado este desafío de ingeniería y ha construido una célula sintética que puede reaccionar a los cambios del entorno. Los investigadores construyeron un compartimento con una membrana que contiene un subcompartimento sin membrana en su interior. Este subcompartimiento puede ser montado y desmontado dependiendo de los cambios en el entorno. El desafío clave durante este proceso fue crear un subcompartimiento a partir de las moléculas que estaban flotando dentro de la célula sintética. Estas células fueron visualizadas por microscopía de fluorescencia. Celina Love, la primera autora del estudio, explica: "Al igual que nuestras papilas gustativas pueden permitirnos experimentar sabores salados o ácidos, los componentes dentro de una célula también pueden responder a la acidez (pH) de un ambiente. Encontramos que al cambiar el pH del ambiente, podemos afectar el comportamiento de las moléculas que se juntan y su capacidad para formar subcompartimentos. Fue especialmente emocionante ver cómo las reacciones químicas podían ser activadas y desactivadas cambiando la acidez dentro de la célula sintética".
Dora Tang, la supervisora del estudio, da una perspectiva: "Nuestro trabajo es un gran paso adelante en el diseño de células sintéticas más complejas que pueden imitar comportamientos biológicos". Añade: "Este sistema sintético sintonizable presenta posibilidades apasionantes para abordar cuestiones fundamentales de la biología, como la forma en que las células integran una multitud y variedad de señales del entorno para realizar y sintonizar funciones celulares básicas como el metabolismo".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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