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Los científicos europeos han comenzado a trabajar en un proyecto para crear formas simples de vida desde cero en el laboratorio, aprovechando los avances teóricos y experimentales en el campo en rápido crecimiento de la biología sintética.
Partiendo de productos químicos inanimados, los investigadores tienen como objetivo producir células metabólicamente activas que crecen, se dividen y muestran una “evolución darwiniana” en un plazo de seis años.
El proyecto MiniLife de 13 millones de euros, financiado por el Consejo Europeo de Investigación e involucra a biólogos y químicos de varias universidades, podría ser el primero en el mundo en alcanzar los criterios mínimos para un sistema de vida sintético.
“El éxito constituiría un logro histórico en la ciencia básica”, dijo Eörs Szathmáry, director del Centro de Fundamentos Conceptuales de la Ciencia en la Fundación Parmenides en Alemania, quien es investigador principal en la subvención del ERC. “La creación de sistemas vivos de novo es un sueño de larga data de la humanidad”.
John Sutherland, que trabaja en la química de la vida temprana en el Laboratorio de Biología Molecular del MRC en Cambridge, dijo que el proyecto se une a un esfuerzo mundial en crecimiento para “crear sistemas vivos mínimos”.
Sutherland, que no está involucrado en el proyecto MiniLife, agregó: “Esto está impulsado por el deseo perenne de comprender cómo se originó la vida en la Tierra y si también podría haberse originado en otras partes del universo observable”.
Otros investigadores de vida artificial están trabajando con los bloques de construcción conocidos de la vida en la Tierra, particularmente los nucleótidos que forman el ácido ribonucleico. El proyecto del CER, en cambio, tiene como objetivo comenzar verdaderamente desde cero, sin usar moléculas que son productos de la evolución en sí mismas.
“Nos alejamos de las formas de vida conocidas porque son criaturas altamente evolucionadas”, dijo Szathmáry, “y simplificamos para llegar a una formulación minimalista”.
Los investigadores de MiniLife están evaluando cuatro sistemas que podrían, individualmente o en combinación, desarrollarse como base para la vida minimal. Todos son “autocatalíticos”, una propiedad esencial para la autoreplicación en la que una reacción química es catalizada por sus propios productos.
Un candidato es la reacción formosa. El proceso, descubierto en el siglo XIX, convierte un producto químico extremadamente simple, formaldehído, en una serie cada vez más diversa y compleja de moléculas de azúcar. A medida que el proceso se alimenta con formaldehído, el comportamiento de las gotas varía con la composición de azúcares en su interior.
“Algunas crecen más rápido y se dividen más rápidamente que otras”, dijo Andrew Griffiths, un investigador de MiniLife en la École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles en París. “Terminamos con la emergencia de algo equivalente a la aptitud en biología, como una mezcla de bacterias de crecimiento lento y rápido, pero en un sistema químico muy simple”.
El sistema basado en formosa debe ser capaz de mostrar una heredabilidad confiable, transmitiendo características adquiridas de una generación a la siguiente, quizás en conjunto con uno de los otros sistemas evaluados.
El plazo de seis años es ambicioso, dijo Griffiths, quien está optimista de que el proyecto podrá “demostrar una evolución darwiniana rudimentaria”. Como mínimo, eso implicaría un sistema que pueda cambiar entre dos estados heredables en diferentes entornos, análogo a la famosa polilla moteada cuyas alas son blancas en entornos limpios y negras cuando vive en lugares contaminados con superficies oscuras.
Sijbren Otto, profesor de química de sistemas de la Universidad de Groninga y otro miembro del equipo de MiniLife, dijo que su principal motivación era “la fascinación por la naturaleza y el origen de la vida. Aunque es probable que las moléculas que desarrollemos no sean las que dieron origen a la vida en la Tierra prebiótica hace 3.800 millones de años, los mecanismos que esperamos desentrañar serán muy relevantes para entender lo que ocurrió entonces”.
El mes pasado, un grupo internacional de investigadores advirtió sobre los “riesgos sin precedentes” que plantea otra área de la biología sintética. Dijeron que la “vida espejo”, bacterias fabricadas que son reflejos estructurales de microbios naturales, podría abrumar las defensas de las personas, otros animales y plantas.
Al preguntarle sobre la seguridad del proyecto MiniLife, Otto dijo que sus creaciones “son extremadamente improbables de tener viabilidad fuera de condiciones de laboratorio muy controladas” y no representaban ningún riesgo posible para el público.
Sin embargo, el equipo está trabajando con expertos para desarrollar un marco ético para la investigación. “Ahora es el momento de pensar mucho más adelante hacia dónde es probable que nos lleve la investigación”, dijo Otto.
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