Há décadas, um dos grandes objetivos da biologia é descobrir se seria possível construir uma célula inteiramente do zero usando apenas substâncias químicas. Agora, uma equipe da Universidade de Minnesota afirma ter dado um passo importante nessa direção.
Os pesquisadores criaram uma estrutura artificial chamada SpudCell, capaz de realizar várias funções típicas dos seres vivos: ela se alimenta, cresce, copia seu DNA, divide-se em duas novas células e até compete por alimento com outras semelhantes.
O estudo foi divulgado no servidor de pré-publicações bioRxiv, ou seja, ainda não passou pela revisão por pares, etapa em que outros cientistas analisam a pesquisa antes de sua publicação em uma revista científica.
Se os resultados forem confirmados, será um marco para a biologia sintética.
O que torna essa célula diferente?
Esta não é a primeira célula sintética já criada. Em 2010, pesquisadores do Instituto J. Craig Venter produziram uma bactéria cujo DNA havia sido totalmente sintetizado em laboratório.
A diferença é que aquela experiência começou com uma bactéria de verdade. A nova pesquisa tentou fazer o caminho inverso: construir praticamente tudo do zero.
Os cientistas começaram fabricando pequenas bolhas microscópicas de gordura chamadas lipossomas. Elas funcionam como uma versão simplificada da membrana que envolve todas as células.
Dentro dessas bolhas, colocaram água, moléculas essenciais e um pequeno conjunto de DNA contendo apenas 36 genes. Para comparação, uma bactéria comum possui cerca de 4.400 genes.
O resultado foi a SpudCell, apelidada assim porque lembra uma batata (que pode ser chamada de spud, em inglês) e também faz referência ao Sputnik, símbolo do início da corrida espacial. A líder do estudo, que é polonesa, brincou com a escolha do nome: “Sou feita principalmente de batatas”, disse ao The Guardian.
Depois de pronta, a célula foi mergulhada em uma solução rica em nutrientes. Ela absorvia Trifosfato de Adenosina (ATP), molécula que fornece energia para praticamente toda forma de vida conhecida, e se fundia a pequenas bolhas “alimentadoras”, que carregavam proteínas e outras moléculas necessárias para seu funcionamento.
À medida que recebia esse material, a SpudCell crescia. Quando atingia determinado tamanho, proteínas acumuladas em sua membrana faziam a célula se dividir em duas, cada uma herdando uma cópia do DNA.
É a primeira vez que uma célula construída inteiramente a partir de componentes não vivos consegue completar esse ciclo de crescimento, replicação do material genético e divisão.
Ela está viva?
Ainda não. A principal limitação é que a SpudCell não consegue fabricar sozinha os ribossomos, estruturas que funcionam como pequenas fábricas de proteínas dentro das células.
Em vez disso, ela precisa receber ribossomos prontos dos pesquisadores por meio das bolhas alimentadoras. Sem esse “reforço”, deixa de funcionar após apenas cinco a dez gerações.
Seu DNA também é extremamente simples. Enquanto o genoma humano possui cerca de 3 bilhões de pares de bases, o da SpudCell tem apenas 90 mil.
Além disso, seu material genético está dividido em sete pedaços separados, que nem sempre são distribuídos corretamente para as células-filhas. Por isso, ela ainda depende totalmente das condições criadas em laboratório.
Mesmo assim, a SpudCell conseguiu demonstrar um comportamento associado à evolução.
Os pesquisadores criaram uma versão modificada que captava alimento com mais eficiência. Quando as duas variantes passaram a crescer juntas, a mutante produziu mais descendentes e, depois de cinco gerações, tornou-se predominante, especialmente quando havia escassez de nutrientes.
Isso não significa que a célula esteja evoluindo como um organismo natural, mas mostra que até um sistema artificial pode passar por um processo simples de seleção.
Por que isso importa?
O objetivo da pesquisa não é criar vida artificial para substituir os organismos naturais.
Segundo os cientistas, construir uma célula peça por peça ajuda a responder qual é o conjunto mínimo de componentes necessário para que algo se comporte como um ser vivo.
Essa compreensão também pode abrir caminho para aplicações práticas. No futuro, células sintéticas poderão ser programadas para fabricar medicamentos, novos materiais ou moléculas que células naturais não conseguem produzir.
Mas isso ainda está distante. “É um artigo muito interessante, mas não acho que isso signifique que estamos perto de criar uma célula totalmente sintética”, afirmou à revista Science a bioquímica da Universidade de Münster Seraphine Wegner, que não estava envolvida na pesquisa.
O próximo desafio da equipe é fazer com que futuras versões da SpudCell consigam fabricar seus próprios ribossomos e deixem de depender do “alimento” fornecido pelos pesquisadores.
Por enquanto, a SpudCell deve ser vista como uma demonstração de que vários comportamentos característicos da vida podem surgir em uma estrutura construída inteiramente com componentes químicos.
Como resumiu o bioengenheiro Drew Endy, da Universidade Stanford, em entrevista ao New York Times, o feito lembra o primeiro voo dos irmãos Wright. “O Wright Flyer voando por 12 segundos não te dá um Boeing 737. Isso é só o começo.”
Fonte: abril
