FUTURO

Un material para construir células artificiales

Un equipo de investigadores crea la primera membrana móvil similar al exoesqueleto de las células. Combinando motores moleculares y cristales líquidos los científicos son capaces de configurar estructuras que se mueven y evolucionan y que podrían ser el futuro de la biología sintética.

Variedad de vesículas artificiales creadas por el equipo de Bausch.
Variedad de vesículas artificiales creadas por el equipo de Bausch. Christoph Hohmann

Decía el físico Richard Feynman que lo que no se puede construir no se puede entender y algunos científicos están siguiendo este principio para estudiar la célula. Desde hace algunos años, el equipo de Andreas Bausch y su equipo de Nanosystems Initiative Munich (NIM) tratan de comprender cómo funciona un organismo celular tratando de reproducir sus componentes básicos. Mediante esta aproximación esperan poder desarrollar nuevos biomateriales aplicables en medicina y avanzar hacia la creación de células sintéticas.  

El material reproduce algunos de los complejos procesos que se dan en los organismos vivos.

Su último avance, presentado esta semana en la revista Science, es una combinación de cristales líquidos en el interior de una vesícula que reproduce algunos de los complejos procesos que se dan en los organismos vivos. Estas "bolas mágicas" consisten, en concreto, en una membrana construida por una doble capa de lípidos, similar a las membranas celulares, rellena por una serie de microtúbulos y moléculas de quinesina, similares a los que actúan en el citoesqueleto.

Estas quinesinas funcionan como motores moleculares que transportan los bloques que construyen la célula a través de microtúbulos. En el experimento del NIM, estas proteínas empujan los microtúbulos de forma permanente unos contra otros hasta que forman un cristal líquido debajo de la membrana, que está en un estado de movimiento permanente.

"Hemos creado una nueva opción para crear modelos simples de célula"

La parte más interesante es que en estado de reposo el cristal líquido contiene siempre irregularidades, por un principio que en matemáticas se conoce como el teorema de la bola peluda. Algunos de los microtúbulos no pueden caer simplemente de manera plana sobre la superficie de la bola, lo que provoca oscilaciones periódicas y uniformes en dos direcciónes. al mismo tiempo, cuando la vesícula pierde el agua en su interior, los científicos han conseguido que cambie de forma y aparezcan extensiones alargadas que recuerdan a las que usan las células vivas para su desplazamiento.

Como se aprecia en el vídeo, este proceso da lugar a una fascinante variedad de formas aparentemente aleatorias, pero que responde a las leyes de la física. "Con nuestro modelo biomolecular sintético hemos creado una nueva opción para crear modelos simples de célula", asegura Bausch. "Está diseñado idealmente para incrementar la complejidad de una forma modular y reconstruir procesos celulares como la migración o la división de una manera controlada". En opinión de los autores, este sistema abre la puerta a los siguientes pasos para comprender las múltiples maneras en que la célula se deforma. Y para construir, quizá, las primeras formas de vida artificiales.

Referencia: Topology and dynamics of active nematic vesicles (Science)

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