Com fabricar una cèl·lula al laboratori i fer-la viure
Científics britànics aconsegueixen generar la primera cèl·lula sintètica a partir de components de bacteris
Els humans hem après a construir coses meravelloses, des de gratacels a coets per anar a l’espai, però se’ns en resisteix una: la vida. Gràcies als avenços de les últimes dècades, podem modificar i manipular éssers vius, però encara no fabricar-los de zero. Això no vol dir que sigui impossible, com ho demostra el fet que, a poc a poc, es van fent passes en aquesta direcció. L’última s’ha donat a conèixer recentment: uns investigadors han generat una mena de cèl·lula artificial, l’element bàsic de tots els organismes.
Mary W. Shelley va descriure a la novel·la Frankenstein els esforços d’un científic per crear vida a partir dels components bàsics d’un cos, usant matèria morta. La biologia sintètica, una disciplina científica que té les arrels a principis del segle XX, busca una cosa semblant però, de moment, només a escala microscòpica: l’objectiu és generar organismes simples amb peces inanimades. Fins ara, s’havien aconseguit fites importants, com el desenvolupament de Synthia, l’any 2010, un bacteri amb un genoma de laboratori (muntat de zero a partir de les unitats essencials), que es va considerar el primer ésser viu sintètic. Però això no és del tot exacte perquè, tot i que la seqüència del seu ADN és totalment nova i produïda pels humans, es va inserir en una cèl·lula preexistent, de la qual prèviament s’havia extret tota la informació genètica. La carcassa de Synthia, doncs, era natural i no fabricada.
El doctor Stephen Mann, de la Universitat de Bristol, i el seu grup acaben de fer un altre pas endavant cap al primer organisme artificial, segons l’article que han publicat recentment a la revista Nature: produir una cèl·lula sintètica. Simplificant molt, es podria dir que qualsevol cèl·lula és poc més que una bombolla aquosa envoltada d’una membrana, que li dona forma i estabilitat, amb una sèrie de molècules a dins, i també unes estructures definides (anomenades orgànuls) surant a l’interior. El repte era ajuntar totes aquestes peces i que duguessin a terme les seves funcions correctament, una tasca molt més difícil, a priori, que enganxar trossos d’ADN segons una seqüència predefinida.
Còctel de bacteris
El primer que va fer l’equip del doctor Mann va ser agafar una gota de líquid viscós, el que es coneix com a coacervat, amb la proporció de sals i components químics similars al d’una cèl·lula, i introduir-hi bacteris de dos tipus diferents, que hi quedaven atrapats. Uns suraven dins la gota i els altres anaven cap a la superfície. Després, van aplicar uns protocols per trencar-los sense fer malbé el coacervat. Així, els components dels bacteris destruïts es repartien per la gota: els que estaven a prop de la superfície acabaven formant una membrana que l’envoltava, i la resta li proporcionava els enzims i elements necessaris per començar a fabricar proteïnes, que són les eines que la cèl·lula fa servir per dur a terme les seves funcions habituals. A més, van aconseguir que l’ADN que quedava de les restes dels bacteris s’acabés ajuntant en una estructura semblant al nucli que tenen les cèl·lules dels humans i altres animals.
En el següent pas, van introduir en aquesta protocèl·lula els materials per formar el que es coneix com a citoesquelet, el conjunt de fibres que li donen forma i mobilitat, i, finalment, una altra tanda de bacteris, que aquest cop no es van destruir, sinó que es va deixar que contribuïssin a la supervivència de l’estructura (per exemple, generant energia). El resultat era un mena d’organisme unicel·lular viu semblant a una ameba, fet amb restes de bacteris en l’entorn aquós adequat.
El salt a fabricar orgànuls
Es podria argumentar que aquest experiment tampoc ha produït vida des de zero, perquè ha usat bacteris com a punt de partida per aconseguir les unitats bàsiques per a la construcció, però, si més no, és el primer exemple d’una estructura complexa i funcional construïda per parts, capaç de sobreviure i de manufacturar proteïnes. Un organisme cent per cent sintètic seria tècnicament el que es generés només a partir de components inerts, sense utilitzar altres éssers vius en el procés. El següent pas, doncs, hauria de ser fabricar cadascun dels orgànuls essencials perquè una cèl·lula es comporti com a tal, la qual cosa pot ser força complicada, donada la seva diversitat. Mentrestant, però, tot això prova que es pot dissenyar al laboratori una unitat semblant a una cèl·lula i, com ja s’havia vist abans, també un genoma a mida. Si s’ajuntessin les dues fites, estaríem molt a prop de crear éssers vius sintètics.
Més enllà de demostrar que es poden aconseguir aquestes proeses tècniques, els avenços de la biologia sintètica ens poden portar, a curt o a mitjà termini, cap a microbis de laboratori capaços de dur a terme missions específiques (per exemple degradar plàstic o metabolitzar CO2). I, potser més important fins i tot, ens poden ajudar a entendre millor com funciona la vida. Tot i que encara queda lluny del somni del doctor Frankenstein, aquest experiment suggereix que no és impensable que els humans acabem conquerint una de les últimes fronteres que ens queden.