Durante décadas, los científicos han debatido si es posible crear sistemas artificiales que imiten las funciones esenciales de la vida sin recurrir a la biología tradicional. Ahora, un grupo de investigadores de Harvard ha dado un paso histórico: crearon vida artificial desde cero capaz de reproducirse por sí sola. No es biológica, pero funciona como si estuviera viva.
En un estudio publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), los científicos describen la creación de células artificiales totalmente abioticas, compuestas por moléculas sintéticas, que pueden ensamblarse espontáneamente, crecer y multiplicarse. El proceso, impulsado por luz y reacciones químicas, reproduce algunos de los principios más fundamentales de los sistemas vivos.
Este descubrimiento representa una nueva frontera en el campo de la vida sintética. A diferencia de estudios anteriores que imitaban organismos vivos usando componentes biológicos, estos sistemas no contienen ADN, ARN ni enzimas, y sin embargo pueden organizarse, crecer y reproducirse de forma autónoma.
Qué significa crear vida artificial desde cero
Cuando hablamos de “crear vida artificial desde cero”, nos referimos a construir sistemas que muestran comportamientos vivos sin usar ninguna biomolécula presente en la vida natural. El equipo liderado por el Dr. Juan Pérez-Mercader en Harvard logró esto usando moléculas poliméricas y un proceso llamado autoensamblaje inducido por fotopolimerización.
El sistema parte de una mezcla homogénea de moléculas que, al ser expuestas a luz verde, forman vesículas (estructuras esferoidales similares a células). Estas vesículas no solo crecen, sino que también expulsan parte de su contenido al medio, generando nuevas vesículas, en un proceso que imita la reproducción celular.
Este avance no usa ADN ni proteínas. En cambio, emplea química de polímeros y principios de organización molecular. Esto abre nuevas posibilidades para crear vida artificial sin replicar los componentes de la biología tradicional.
El proceso: luz, química y autoorganización
La base del descubrimiento es un mecanismo llamado polymerization-induced self-assembly (PISA), o autoensamblaje inducido por polimerización. Este proceso permite que ciertos monómeros (moléculas pequeñas) se ensamblen en estructuras complejas cuando son activadas por luz.
En el estudio, los investigadores utilizaron una mezcla que incluye un agente de transferencia de cadena, monómeros fotopolimerizables como HPMA, y un fotocatalizador llamado ZnTPP. Al irradiar esta mezcla con luz verde, los monómeros se unen para formar anfífifilos (moléculas con regiones hidrofóbicas e hidrofílicas) que se ensamblan en vesículas.
Con el tiempo, estas vesículas cambian de tamaño y forma, y comienzan a expulsar parte de sus componentes. Estas moléculas expulsadas pueden volver a ensamblarse cerca de la vesícula original, generando nuevas unidades funcionales. El resultado es una población creciente de “células” artificiales.
Reproducción sin ADN: una nueva forma de herencia
Una de las características más sorprendentes de este sistema es que las nuevas vesículas no solo se forman, sino que presentan variaciones heredables. Aunque no hay genes involucrados, las diferencias en la longitud de las cadenas poliméricas expulsadas generan descendencia con propiedades ligeramente distintas.
Este tipo de herencia, llamada “variación heredable difusa”, es una versión primitiva del concepto de evolución. Permite que la población de vesículas evolucione con el tiempo dependiendo de factores como la disponibilidad de luz o monómeros, imitando ciertos aspectos de la selección natural.
Esto sugiere que la reproducción no requiere obligatoriamente un código genético, y que estructuras completamente sintéticas pueden presentar comportamientos evolutivos si se dan las condiciones apropiadas.
Evidencia experimental de una reproducción autónoma
Para demostrar que las vesículas se reproducen de forma autónoma, el equipo diseñó experimentos donde separaron los componentes de la mezcla original. Descubrieron que sólo las vesículas formadas previamente eran capaces de generar nuevas vesículas, incluso sin agregar más reactivos externos.
Estas observaciones fueron confirmadas mediante microscopía óptica, espectroscopía de fluorescencia y filtración selectiva. En uno de los experimentos clave, mostraron que el fotocatalizador ZnTPP se transfiere de una generación a otra, reforzando la idea de que estas estructuras pueden mantener y replicar funciones clave.
Etapas del crecimiento poblacional de estas estructuras
El crecimiento de estas vesículas sigue un patrón en tres fases. Al inicio, con abundancia de monómeros y luz, la reproducción es rápida. Luego, al disminuir los recursos, la velocidad de reproducción se estabiliza. Finalmente, cuando se agotan los monómeros, el sistema entra en una fase de desaceleración.
Este patrón recuerda el crecimiento sigmoide de poblaciones vivas. También se observaron cambios en el tamaño promedio de las vesículas, debido a la aparición de nuevas estructuras más pequeñas que luego crecen. Todo el sistema responde de manera compleja al entorno, otra característica que recuerda a los seres vivos.
Una puerta abierta a nuevos sistemas vivos sintéticos
Según el artículo publicado en PNAS, esta es la primera vez que se observa un proceso de reproducción en un sistema abiotico completamente libre de bioquímica. El sistema es capaz de desarrollarse desde componentes simples hasta estructuras complejas, con retroalimentación interna y potencial evolutivo.
Esto no solo abre posibilidades para el diseño de vida sintética, sino también para entender cómo pudo surgir la vida en la Tierra antes del ADN. Además, podría tener aplicaciones en nanomedicina, entrega de fármacos, o exploración de vida en otros planetas.
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Conclusión
La creación de vida artificial desde cero por parte de científicos de Harvard marca un hito en la ciencia moderna. Este sistema, hecho de moléculas sintéticas que se ensamblan, reproducen y varían de forma autónoma, desdibuja la línea entre lo vivo y lo no vivo.
Aunque no estamos ante un organismo biológico, el hecho de que estos sistemas se comporten como si estuvieran vivos tiene profundas implicancias filosóficas y científicas. Quizá estemos presenciando el surgimiento de una nueva clase de vida.
- Katla, S. K., Lin, C., & Pérez-Mercader, J. (2025). Self-reproduction as an autonomous process of growth and reorganization in fully abiotic, artificial and synthetic cells. Proceedings of the National Academy of Sciences. DOI: 10.1073/pnas.2412514122