octubre 18, 2021

La división celular artificial un paso más hacia la realidad

Los investigadores de TU Delft han logrado replicar un mecanismo biológico que es esencial para la división celular de las bacterias en el laboratorio. La investigación es un paso importante dentro de un proyecto más grande y ambicioso con el objetivo final de crear una célula completamente artificial que pueda sostenerse y dividirse.

división celular artificial

Incluso en células bacterianas relativamente simples, la división es un proceso muy complejo. Primero, se debe copiar el ADN bacteriano. A continuación, las proteínas, los «caballos de batalla» de la célula, transportan copias del ADN a los dos polos de la célula. Luego, en el medio de la célula, se forma un anillo que consta de proteínas especializadas. Cuando la célula está lista para dividirse, este llamado ‘anillo Z’ se aprieta, creando dos células hijas idénticas.

División celular artificial: etiqueta

Las proteínas que forman el anillo Z en la mayoría de las bacterias siempre lo hacen ordenadamente en el medio de la célula. Pero, ¿cómo saben dónde está el medio? Para ello, la célula utiliza otras proteínas, tres en total: MinC, MinD y MinE. Juntos, forman el ‘sistema Min’. A la proteína MinD le gusta adherirse a la membrana celular interna. La función de la proteína MinE es alejar a MinD. ¿Y la proteína MinC? Es un pasajero que se monta con las proteínas MinD y MinE.

La interacción entre estas tres proteínas puede describirse como un juego de etiquetas, en el que las proteínas MinE desalojan a MinD de la membrana. Ahuyentadas, las proteínas MinD buscan un nuevo lugar donde puedan adherirse a la membrana, solo para ser expulsadas una vez más. Este comportamiento colectivo crea ondas de proteínas Min que se mueven de un polo de la célula al otro.

Estas ‘ondas de proteínas’ (oscilaciones) forman un gradiente en la célula. La concentración más alta de proteínas Min se puede encontrar en los polos, mientras que la concentración de proteínas es la más baja en el centro. Aquí es donde entra la tercera proteína Min, la MinC que hace autostop. Su función es suprimir la formación del anillo Z. Dado que solo hay una pequeña cantidad en el medio de la celda, el anillo Z se puede formar libremente allí.

División celular artificial: célula sintética

Junto con colegas en los Países Bajos y en el extranjero, los investigadores de TU Delft están tratando de construir una «célula sintética». La idea es reconstruir primero todos los módulos necesarios por separado en el laboratorio y luego unirlos para formar una célula funcional hecha por el hombre. La división es un módulo de este tipo y, a su vez, consta de varios mecanismos que trabajan juntos, uno de los cuales es el sistema Min.

Los investigadores han logrado reproducir el sistema Min en vesículas creadas artificialmente, las llamadas ‘liposomas’. Las tres proteínas se expresaron directamente a partir de sus genes dentro de dichos liposomas, un proceso conocido como «síntesis de proteínas sin células». Es necesario tener una cierta cantidad de cada proteína, y las proteínas solo hacen su trabajo en las condiciones adecuadas.

Finalmente, los investigadores lograron reconstruir el sistema Min en un liposoma. El siguiente paso es reconstruir el mecanismo que se encarga de construir el mencionado anillo en Z. “Ya hemos confirmado que el sistema Min que construimos interactúa correctamente con los componentes centrales del anillo Z”.

En un futuro próximo, los investigadores esperan combinar los dos mecanismos de división celular, lo que sin duda planteará una serie de nuevos desafíos. Pero aun así: paso a paso, la célula sintética se está convirtiendo en una realidad.

Fuente

https://www.tudelft.nl/en/2019/tnw/artificial-cell-division-a-step-closer-to-reality/

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