Esqueça o que você sabe sobre livros didáticos de biologia. Não é mais mágica. É química.
Pesquisadores da Universidade de Minnesota acabaram de construir uma célula que come. Cresce. Divisões. Evolui. Eles o chamaram de SpudCell, um nome que parece casual para um salto tão grande, mas aqui estamos. Esta não é uma bactéria modificada ou um vírus modificado. É uma entidade sintética, montada a partir de partes não vivas, conseguindo executar todo o ciclo de vida.
Pense nisso.
“O DNA é a programação de todos os organismos vivos.”
A Dra. Katarzyna Adamula, a voz principal por trás disso, colocou isso claramente. Geralmente pensamos na genética como essas histórias complexas e emaranhadas. Um genoma humano tem 3 bilhões de pares de bases. É pesado. Lento para se mover. Os cientistas costumavam adivinhar que uma célula viva não poderia existir com menos de 113.001 pares. SpudCell riu desse limite.
Seu genoma? Apenas 90,00 pares. Espalhe em sete ou oito pedaços de plasmídeo. É minúsculo. Ele é reduzido ao mínimo de código necessário para dizer: “Eu existo e agora quero dois de mim”.
Comer para dividir
As células naturais herdam maquinaria de bilhões de anos de sobrevivência. SpudCell herdou nada além de uma receita química. A equipe construiu-o a partir de membranas gordurosas moldadas em pequenos sacos chamados lipossomas. Dentro? Uma fábrica de proteínas simplificada e aquele genoma minúsculo e circular.
Mas como manter vivo um saco plástico cheio de enzimas? Você o alimenta.
O sistema é implacável. As células sintéticas fabricam uma proteína de poro bacteriano modificada. Ele enfia a cabeça para fora da membrana como uma antena, exibindo uma etiqueta química. Em seguida, eles liberam lipossomas “alimentadores” menores – essencialmente pacotes de nutrientes, enzimas e blocos de construção – que possuem etiquetas correspondentes em sua própria superfície.
Quando as tags se encontram, a célula engole o pacote.
Fundir os dois e fornecer matéria-prima fresca – um processo que os investigadores comparam a um predador que atrai uma presa que é deliberadamente mantida em excedente.
Não é uma digestão suave. É uma armadilha química. A célula cresce roubando esses suprimentos externos. À medida que aumenta, uma enzima emprestada de um vírus bacteriano entra em ação, copiando aquele minúsculo DNA. Então, mecanicamente, a coisa se divide em filhas.
Aqui está o chute: ele não tem esqueleto.
As células reais têm citoesqueletos intrincados para classificar o DNA durante a divisão, garantindo que cada célula bebê receba exatamente uma cópia. SpudCell não tem nada. Sem mãos. Sem guias. Apenas divide. Quando os investigadores acompanharam cinco gerações, cerca de 30% das filhas sobreviventes ainda mantinham o seu genoma completo, composto por sete partes. Não é ótimo. Mas não zero.
É uma bagunça. É ineficiente. E funcionou.
Seleção, mesmo sem alma
A evolução darwiniana se importa se você é real? Aparentemente não.
Para testar isso, a equipe ajustou o sistema. Eles fizeram uma versão dessa proteína alimentar que funcionava mais rápido. Células com o gene “rápido” capturaram os pacotes de alimentação mais rapidamente. Quando misturada com as células lentas e deixadas para competir por recursos, a matemática tornou-se enfadonhamente previsível.
Em cinco gerações, as células rápidas assumiram o controle. Um experimento mostrou que eles saltaram de uma divisão 50/50 para uma dominância de 61%.
Então, eles apertaram os parafusos. Eles reduziram os lipossomas de alimentação. Tornou a fome a regra.
Os que cresceram rapidamente não apenas sobreviveram. Eles prosperaram. Superando os lentos em dois para um.
A vida é apenas eficiência?
Ou a eficiência é apenas vida?
Isto prova um ponto que tem assombrado a biologia durante séculos: não precisamos de uma faísca. Você não precisa de alma. Você só precisa de um loop. Insira energia, replique instruções, divida, repita.
Os pesquisadores também corrigiram o problema de divisão confusa mencionado anteriormente. Ao projetar proteínas que se aglomeram na superfície, elas podem comprimir fisicamente a membrana ao meio. Esta nova mecânica de divisão também está ligada a essa vantagem de alimentação. Os comedores rápidos conseguem beliscar e se reproduzir com mais frequência. A seleção é difícil quando os recursos são escassos.
“Isso prova que as funções mais fundamentais da vida, como crescimento e replicação, não precisam de uma misteriosa centelha mágica.”
Dr. Adamala parece quase tonto. E quem pode culpá-la? Ela diz que é o projeto mais emocionante de sua carreira. Eles replicaram a biologia na química.
Mas há um problema. O sistema é frágil. Funciona em um prato. É um começo, por pouco. O artigo, publicado no bioRxiv em julho por Nathaniel J. Gaut e colegas, admite que o uso prático e robusto precisa de ajuda internacional.
É o começo. Uma prova de conceito para construir a vida a partir do zero. Reduzimos para 90.000 pares de bases.
Onde isso termina? Faz diferença do que é feito se ele se reproduz? A questão permanece.
