Célula sintética apresenta capacidade de crescimento e divisão, mas não é classificada como viva

Pesquisadores da Universidade de Minnesota desenvolvem célula sintética que simula funções vitais.

A busca por criar vida em laboratório é uma questão que intriga cientistas há décadas. Recentemente, uma equipe da Universidade de Minnesota avançou nesse campo ao desenvolver uma célula sintética, denominada SpudCell, que é capaz de realizar funções essenciais dos organismos vivos, como crescer, replicar seu DNA, dividir-se e competir por recursos com outras células artificiais.

O sistema SpudCell foi construído a partir de componentes químicos bem conhecidos e reunidos em laboratório, formando uma estrutura que imita o comportamento celular. Este trabalho se diferencia de outras pesquisas que simplificam organismos existentes, pois parte de moléculas purificadas para montar um sistema que consegue executar um ciclo celular completo.

Esse desenvolvimento é um marco na biologia sintética, pois pela primeira vez combina processos como alimentação, crescimento, replicação do material genético, divisão e seleção em um único sistema. Os pesquisadores acreditam que essa plataforma pode ajudar a identificar os componentes mínimos necessários para sustentar características fundamentais da vida, além de abrir novas possibilidades para aplicações em biotecnologia.

Entretanto, a equipe reconhece que a SpudCell ainda depende de componentes externos para funcionar e não possui a autonomia observada em células naturais. Especialistas discutem o significado desse avanço e os limites do que pode ser considerado um organismo vivo.

O que torna a SpudCell diferente?

A SpudCell se destaca entre as pesquisas com células sintéticas por reunir diversas funções essenciais para a vida em um único sistema. Segundo os autores, ela é a primeira célula sintética construída inteiramente a partir de componentes químicos definidos, capaz de completar um ciclo celular, incluindo crescimento, replicação do DNA, divisão e seleção ao longo de múltiplas gerações.

Enquanto muitos estudos buscavam simplificar organismos existentes para descobrir o conjunto mínimo de genes necessários para sustentar uma célula, a equipe da Universidade de Minnesota adotou uma abordagem diferente. Eles montaram a SpudCell do zero, combinando enzimas purificadas, moléculas, DNA e uma membrana lipídica para criar uma estrutura capaz de executar processos biológicos complexos.

A célula sintética possui um genoma de aproximadamente 90 mil pares de bases, distribuído em múltiplos plasmídeos, e conta com 36 enzimas purificadas responsáveis pela produção de proteínas e outras funções celulares. O sistema PURE, que permite a produção controlada de proteínas, foi utilizado, garantindo que todos os seus elementos e concentrações sejam conhecidos.

Pesquisadores destacam que o principal diferencial da SpudCell é a integração de capacidades que antes eram demonstradas separadamente. Essa célula sintética quimicamente definida demonstra que processos característicos dos seres vivos podem emergir em um sistema inteiramente sintético quando corretamente integrados.

Como a célula cresce, replica seu DNA e se divide

Um dos grandes desafios da biologia sintética é permitir que uma célula artificial cresça sem depender de um grande número de genes responsáveis pelo metabolismo. A equipe optou por uma solução mais simples: alimentar a SpudCell com pequenas vesículas lipídicas carregadas de nutrientes, ribossomos, enzimas e outras moléculas essenciais para seu funcionamento.

Essas vesículas se fundem à membrana da célula sintética por meio de uma proteína produzida pela própria SpudCell. Isso não apenas aumenta a membrana celular, mas também reabastece os componentes essenciais para que o sistema continue operando. Assim, mesmo sem produzir tudo o que precisa, a célula consegue crescer e manter um ciclo contínuo de alimentação em condições controladas de laboratório.

Com os nutrientes disponíveis, a SpudCell também é capaz de replicar seu material genético. Seu genoma é copiado antes da divisão, permitindo que as células-filhas recebam as instruções necessárias para continuar funcionando. Contudo, essa distribuição ainda não alcança a eficiência observada nas células naturais, representando um dos principais desafios para os pesquisadores nas próximas etapas do projeto.

Outro obstáculo importante era a divisão celular. Nas células naturais, esse processo depende de um citoesqueleto, que organiza e separa o material genético durante a reprodução. Como a construção de um citoesqueleto sintético é um desafio, os pesquisadores utilizaram um mecanismo diferente: proteínas acumuladas na superfície da membrana geram tensão suficiente para provocar sua separação, permitindo a formação de novas