Rumo à vida artificial, cientistas replicam citoesqueleto das células

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/07/2022

Pequenas barras feitas de DNA funcionam como trilhos para o transporte de substâncias dentro da célula sintética.
[Imagem: Pengfei Zhan et al. - 10.1038/s41557-022-00945-w]

Célula sintética

A construção de células sintéticas, o primeiro passo rumo a uma vida artificial, tem adeptos em laboratórios de todo o mundo.

O passo mais recente nesta caminhada acaba de ser dado por uma equipe da Universidade de Stuttgart e do Instituto de Pesquisas Médicas Max Planck, na Alemanha.

A equipe conseguiu introduzir citoesqueletos funcionais, baseados em DNA, em compartimentos do tamanho de células. Os citoesqueletos são componentes essenciais de cada célula, controlando sua forma, organização interna e outras funções vitais, como o transporte de moléculas entre diferentes partes da célula.

Ao incorporar os citoesqueletos nas gotículas sintéticas, os pesquisadores também demonstraram a funcionalidade da sua célula artificial, incluindo o transporte de moléculas e a montagem e desmontagem quando estavam presentes condições bem definidas, que a equipe chama de "gatilhos".

Devido à importância do citoesqueleto nos sistemas biológicos naturais, ser capaz de imitar sua funcionalidade em uma configuração artificial é um passo importante para construir e projetar uma célula sintética. Isso exigiu vencer diversos desafios, incluindo garantir a estabilidade, uma rápida adaptabilidade e a reatividade aos gatilhos.

A equipe quer funcionalidades diferentes ou que ultrapassem as funcionalidades das células naturais.
[Imagem: Pengfei Zhan et al. - 10.1038/s41557-022-00945-w]

Nanotecnologia do DNA

A nanotecnologia do DNA tornou-se uma ferramenta fundamental para imitar a biologia porque essas moléculas podem ser programadas para se automontar em formatos pré-estabelecidos graças ao seu mecanismo de pareamento por bases.

A equipe conseguiu induzir o transporte de vesículas ao longo dos filamentos de DNA que compõe o citoesqueleto sintético, um mecanismo ainda lento em comparação com o transporte via vesículas das células vivas, mas um passo importante para imitar a vida em laboratório, o que pode ter inúmeras aplicações, sobretudo na área biomédica.

"As estruturas de DNA sintético podem permitir tarefas altamente específicas e programadas, bem como possibilidades de projeto versáteis além do que está disponível nas ferramentas biologicamente definidas. Especialmente, a organização estrutural das estruturas de DNA pode se afastar de suas equivalentes naturais, até mesmo possivelmente ultrapassando o escopo de funcionalidade dos sistemas naturais," disse a professora Laura Liu, coordenadora da equipe.

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