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Los ingenieros genéticos crean material “VIVO” con tres características de la vida

29 abril, 2019
Los ingenieros genéticos crean material "VIVO"

Los ingenieros genéticos crean material “VIVO”. Los ingenieros de la Universidad de Cornell han creado un biomaterial sintético que tiene tres propiedades de la vida: el metabolismo. Auto-montaje y auto-organización. Las máquinas simples hechas de este material pueden, al igual que los moldes de limo, moverse, crear nuevos “tejidos”, repeler los viejos e incluso competir entre sí.

Como el equipo en torno al profesor Dan Luo de la Universidad de Cornell explica actualmente en la revista “Science Robotics” (DOI: 10.1126 / scirobotics.aaw3512 ) , el ADN es la base de toda la vida, pero al mismo tiempo el ADN también es un polímero. Sustancia química de las macromoléculas.

El material, al que los científicos se refieren como “DASH” (Ensamblaje y Síntesis de Jerárquico basado en el ADN), es “similar a la vida real” e incluso está impulsado por su propio metabolismo artificial. “Sin embargo, no creamos nada vivo aquí, pero creamos un material que es mucho más real que cualquier otro que conozcamos hasta ahora”.

Los ingenieros genéticos crean material “VIVO”

Para sostenerse a sí mismos, todo organismo vivo necesita un sistema que organice el cambio, explican los autores: “Se deben crear nuevas células y eliminar las células viejas y otros desechos. La biosíntesis y la biodegeneración son los elementos clave de la autoconservación y requieren un metabolismo para mantener su propia forma y función. “Este es exactamente el tipo de sistema en el que las moléculas de ADN se sintetizan y organizan en patrones después de un pronape jerárquico, que luego forma algo. Que puede sostener un proceso dinámico, autónomo de crecimiento y decadencia.

Antecedentes

Como organismos vivos, los biólogos generalmente se refieren a aquellos “objetos” que tienen las siguientes características y habilidades:

Energía y metabolismo y, por tanto, interacción con su entorno.

Organización y autorregulación (homeostasis).

La irritabilidad, es decir, son capaces de responder a cambios químicos o físicos en su entorno.

Reproducción, es decir, son capaces de reproducirse.

La herencia, es decir, pueden transmitir información (material genético) a su descendencia.

Crecimiento y por lo tanto la capacidad de desarrollo.

Sin embargo, según los ingenieros, los límites aquí y allá también son fluidos y, a veces, inexactos. El mejor ejemplo de esto son los virus, cuyo estado como organismos vivos (comparable a las bacterias) incluso los científicos todavía están discutiendo.

DASH

Con DASH, los ingenieros de Cornell ahora han creado un biomaterial que también puede construirse de forma autónoma a partir de los bloques de construcción más pequeños después de que primero forme polímeros en una nanoescala, que luego puede tomar formas de varios milímetros.

El material de partida DASH se basa en una secuencia de semillas de 55 bases de nucleótidos. Las moléculas de ADN se multiplicaron cien mil veces para producir cadenas de ADN repetidas de varios milímetros. Combinado con una solución de reacción (a través de la cual se hizo posible el flujo de energía), el ADN fue capaz de sintetizar sus propias nuevas cadenas.

“Tanto la capacidad de moverse como la de competir, todos estos procesos son independientes”, explica Luo. “No hay influencias externas. Hace miles de millones de años, la vida tal vez comenzó con unas pocas moléculas. Este podría ser el mismo proceso “.

El material genético creado por los ingenieros

Sin embargo, el material ahora presentado, que imita la vida, es todavía muy simple. Al mismo tiempo, sin embargo, podría constituir la base para que los robots se construyan con su ayuda, sin la necesidad de que la gente lo haga. Estos robots podrían incluso reproducirse, dicen los investigadores.

En pasos posteriores, los científicos ahora esperan que el material también pueda programarse en el futuro para que se sienta atraído por ciertos estímulos, por ejemplo, alimentos y / o luz, o para evitarlos. También esperan aumentar la longevidad del material DASH. Hasta ahora, el material mantiene dos ciclos de síntesis antes de que comience a degenerar.

“En este momento, el diseño DASH es todavía muy simple. Pero incluso con este diseño simple, pudimos crear un comportamiento comparativamente complejo como el de la carrera mencionada anteriormente. Pero ya muestra nuevos enfoques para el desarrollo de máquinas dinámicas a partir de biomoléculas “, concluyen los investigadores. “Este es el primer paso hacia la producción de robots realistas mediante el metabolismo artificial. Una nueva frontera de la robótica”. Incluso la idea de una forma separada de evolución de estos “desarrollos” es bastante posible.

… entonces, ¿qué debería salir mal?