As células são objetos complexos com um sistema metabólico sofisticado. Seus ancestrais evolutivos, as células primordiais, eram meramente compostas por uma membrana e algumas moléculas, fazendo com que esses fossem sistemas minimalistas, mas com perfeito funcionamento.
Para descobrir a origem das células, um grupo de pesquisadores liderados pelo professor Andreas Bausch se reuniu com um lema que exprime bem seus objetivos: “Voltar à origem da célula”.
O sonho da vida deles é criar um modelo de célula simples com uma função específica, utilizando apenas ingredientes básicos. Nesse sentido, eles estão seguindo o princípio da biologia sintética, em que blocos de construção celular individuais são montados para criar sistemas biológicos artificiais com novas características.
A ideia dos biofísicos era criar um modelo de célula com uma função biomecânica. Ela deveria ser capaz de mover-se e mudar sua forma sem influências externas – em outras palavras, a ideia era fazer células artificias mesmo. E, recentemente, eles comunicaram à imprensa internacional que finalmente conseguiram realizar esse sonho.
As células artificias são como bolas mágicas
O modelo dos biofísicos compreende um invólucro de membrana, dois tipos diferentes de biomoléculas e algum tipo de combustível. O envelope, também conhecido como vesícula, é feito de uma membrana lipídica de camada dupla, de forma análoga às membranas celulares naturais. Os cientistas encheram as vesículas com microtúbulos, componentes em forma de tubo do citoesqueleto, e moléculas de cinesina.
Nas células, essas moléculas normalmente funcionam como motores moleculares que transportam blocos celulares de construção ao longo dos microtúbulos. Na experiência, estes motores empurram permanentemente os túbulos ao lado do outro. Para isso, a cinesina exige moléculas de ATP como portadoras de energia, que também estavam presentes na configuração experimental das células artificiais.
Do ponto de vista físico, os microtúbulos formam um cristal líquido bidimensional sob a membrana, que fica em um estado de movimento permanente. “Podemos imaginar a camada de cristal líquido como troncos de árvore à deriva na superfície de um lago”, explica Felix Keber, principal autor do estudo. “Quando o fluxo fica muito congestionado, eles se alinham em paralelo, mas ainda podem flutuar um ao lado do outro”.
“Com o nosso modelo biomolecular sintético, criamos uma nova opção para o desenvolvimento de modelos celulares mínimos”, explica Bausch. “Esse processo é ideal para aumentar a complexidade de uma forma modular a fim de reconstruir os processos celulares, como a migração de células ou a divisão celular de uma maneira controlada. E o fato de o sistema criado artificialmente poder ser exaustivamente descrito a partir de uma perspectiva física nos dá esperança de que nos próximos passos também seremos capazes de descobrir os princípios básicos por trás das deformações celulares múltiplas”.[io9]