SpudCell, la célula sintética que se acerca a la vida
Un equipo de la Universidad de Minnesota logró ensamblar una célula sintética desde componentes no vivos capaz de alimentarse, crecer, copiar ADN y dividirse. El hallazgo reabre una pregunta clásica de la biología: qué hace que algo esté verdaderamente vivo.
“La vida no es algo binario”. La frase, pronunciada por la investigadora Katarzyna Adamala, resume una discusión que atraviesa siglos de pensamiento científico: dónde termina la materia inerte y dónde empieza la vida. En esa frontera movediza, un equipo de la Universidad de Minnesota acaba de presentar un avance que, sin declarar haber creado vida, se acerca más que nunca a reproducirla en un laboratorio.
El trabajo fue liderado por Adamala junto con Nathaniel J. Gaut, Christopher Deich, Brock Cash, Tanner Hoog y Aaron E. Engelhart. Los resultados se difundieron en un manuscrito científico que todavía está en revisión de pares para su eventual publicación en una revista especializada.
El recorrido hasta su divulgación tuvo obstáculos. Según relató Adamala, el estudio fue enviado en primer término a la revista científica Cell, una de las más prestigiosas en biología molecular, pero fue rechazado. De acuerdo con la investigadora, los revisores sostuvieron que el avance no podía considerarse estrictamente biología. Después de esa decisión, el equipo optó por dar a conocer el manuscrito y presentar públicamente los resultados. Este miércoles, medios como The New York Times, CNN y la revista especializada Quanta Magazine informaron sobre el desarrollo.
La búsqueda detrás de este experimento no es nueva: desde hace más de un siglo, la ciencia intenta establecer cuál es la combinación mínima de componentes químicos capaz de sostener propiedades asociadas a la vida. Entender ese umbral no solo ayuda a pensar en el origen de los primeros organismos, sino también a diseñar herramientas más precisas para la biotecnología moderna.
La estructura fue bautizada SpudCell y se ensambló a partir de componentes químicos no vivos. Según los investigadores, se trata del primer sistema construido completamente desde cero que integra en una misma plataforma alimentación, crecimiento, replicación genética, división celular, competencia por recursos y selección.
“Presentamos una célula mínima sintética con un genoma completamente definido de 90 kilobases, capaz de atravesar múltiples generaciones de ciclo celular, selección y reproducción”, escribieron los autores en el estudio.
El genoma de SpudCell contiene unos 90.000 pares de bases distribuidos en siete moléculas de ADN. Esa cifra resulta ínfima frente a los cerca de 3000 millones de pares de bases del genoma humano.
A diferencia de las células naturales, que contienen millones o incluso miles de millones de moléculas, SpudCell fue diseñada como una versión extremadamente simplificada. Según explicó Adamala a CNN, integra entre 150 y 200 tipos de moléculas y fue armada pieza por pieza a partir de componentes químicos definidos. Esa precisión les permite a los investigadores conocer cada elemento del sistema y modificarlo de forma controlada.
Uno de los puntos más llamativos del trabajo es que las células sintéticas exhibieron un comportamiento parecido al de la selección natural. Los científicos incorporaron una modificación genética que aumentaba la producción de una proteína vinculada a la alimentación celular. Las variantes portadoras de esa modificación crecieron más rápido y generaron más descendientes que las demás.
En las conclusiones del estudio, los autores señalaron que “la mutación beneficiosa produce más descendientes”, un resultado que enlaza crecimiento, reproducción y ventaja genética dentro de una población de células sintéticas.
Sin embargo, el equipo es prudente al evaluar el alcance del hallazgo. Aunque SpudCell presenta muchas de las propiedades asociadas con los organismos vivos, sus autores no afirman haber creado vida.
“La vida no es algo binario. Por eso dudo en llamarla viva. No existe una línea clara, por mucho que nos gustaría que existiera”, sostuvo Adamala en declaraciones a The New York Times.
La propia investigación reconoce limitaciones importantes. La célula todavía no puede fabricar sus propios ribosomas, las estructuras que en las células naturales permiten sintetizar proteínas. Por eso debe recibir componentes esenciales desde el exterior y cada linaje suele extinguirse después de entre cinco y 10 generaciones.
El mecanismo de división también se aparta del de las células presentes en la naturaleza. Las bacterias y otros organismos utilizan estructuras internas equivalentes a un citoesqueleto para organizar ese proceso. SpudCell no cuenta con ese sistema y, en cambio, emplea proteínas que se acumulan sobre la membrana hasta provocar una deformación que termina separando la célula en dos células hijas.
Cada generación requiere, además, una nueva alimentación por parte de los investigadores. Según detalló Adamala a CNN, el proceso completo demanda unas 12 horas a una temperatura cercana a los 30 grados. La velocidad es muy inferior a la de bacterias como Escherichia coli, que pueden dividirse aproximadamente cada 30 minutos.
“SpudCell realiza los comportamientos que suelen utilizarse para distinguir lo vivo de lo inerte: se alimenta, crece, replica su genoma, se divide y atraviesa procesos de selección; sin embargo, es mucho más simple que cualquier célula natural”, afirmaron los investigadores en un comunicado citado por el medio neoyorquino.
Especialistas ajenos al trabajo también destacaron la relevancia del desarrollo. John Glass, investigador del J. Craig Venter Institute y referente mundial en biología sintética, dijo al New York Times que “el equipo de Kate Adamala diseñó y construyó una célula sintética no viva que está mucho más cerca de estar ‘viva’ que cualquier otra producida hasta ahora por la biología sintética de construcción desde cero”.
Más allá del debate semántico sobre si puede o no considerarse una forma de vida, los científicos sostienen que el sistema ofrece una herramienta experimental inédita para estudiar procesos biológicos fundamentales. Al conocer todos sus componentes, resulta más simple identificar qué funciones son esenciales y cuáles surgieron más tarde en la evolución de los organismos vivos.
El trabajo también se apoya en décadas de investigación sobre las llamadas células mínimas. En 2010, científicos del J. Craig Venter Institute lograron desarrollar organismos con genomas sintéticos capaces de dividirse. La diferencia es que aquellos experimentos partían de células naturales ya existentes. SpudCell, en cambio, fue construida desde componentes químicos no vivos.
Análisis y proyecciones: Este tipo de avances suele interpretarse como una prueba de concepto para la biología sintética de próxima generación. Si el sistema puede simplificarse aún más y ganar autonomía, podría servir para estudiar con mayor precisión el origen de la vida, la evolución de funciones celulares básicas y el diseño de plataformas biotecnológicas más seguras y controlables. También reaviva un debate clásico: en biología, la frontera entre “vivo” y “no vivo” depende menos de una definición cerrada que de un conjunto de propiedades emergentes que aparecen gradualmente. Por eso, más que una célula “viva”, SpudCell parece marcar un punto intermedio cada vez más sofisticado.
En perspectiva histórica, la evolución del campo muestra un cambio importante: durante años, los esfuerzos se concentraron en modificar células ya existentes; luego, la meta pasó a construir genomas sintéticos; ahora, el objetivo más ambicioso es ensamblar sistemas mínimos desde materia no viva. Esa transición revela cómo la biología sintética avanzó desde la edición de organismos hacia la reconstrucción de funciones celulares desde sus piezas elementales.
Para los autores, el objetivo final no es solo responder preguntas filosóficas sobre qué distingue a la vida de la materia inerte. También esperan que este tipo de sistemas funcione en el futuro como plataforma de ingeniería biológica para desarrollar medicamentos, producir compuestos de interés industrial o diseñar aplicaciones ambientales.
“Este trabajo presenta el primer ejemplo de un ciclo celular, selección, competencia y reproducción en células sintéticas mínimas creadas a partir de componentes no vivos”, concluye el manuscrito de 190 páginas. Y remata: “Esto nos acerca a definir cuál podría ser la composición química mínima de la vida”.
