SpudCell: desenvolvida a partir de componentes químicos não vivos, essa célula pode revolucionar a biotecnologia.
Cientistas da Universidade de Minnesota desenvolveram a primeira célula sintética do mundo com um ciclo de vida completo, construída inteiramente a partir de componentes químicos não vivos. A célula foi capaz de crescer, replicar o DNA e se dividir, ou seja, funções básicas do ciclo celular.
O projeto foi chamado de SpudCell, ecoando o nome do primeiro satélite artificial da Terra, o Sputnik. O trabalho foi publicado no dia 2 de julho como um preprint no bioRxiv.org [1].
“Aqui, apresentamos uma célula sintética mínima com genoma de 90 kpb totalmente definido, que passa por múltiplas gerações de ciclo celular, seleção e reprodução. O resultado oferece conhecimentos sobre os componentes mínimos necessários para a vida” [1]
Criar células sintéticas em laboratório é uma ideia antiga e representa um objetivo ambicioso da bioengenharia de construir um sistema bioquímico capaz de cruzar o limiar entre a química e a vida. Pesquisadores já conseguem reproduzir funções celulares individuais, como alimentação ou crescimento. Porém, colocar várias funções juntas é desafiador, pois cada uma tende a funcionar melhor sob um conjunto diferente de condições, por exemplo uma certa quantidade de magnésio ou um nível específico de acidez.[2] Ser capaz de incorporar todas essas funções juntas em uma célula sintética é algo que ainda não havia sido feito.
O que é SpudCell?
É uma gotícula microscópica de água (como uma “bolha”), cercada por uma membrana lipídica, com um genoma e com alguns elementos como enzimas, açúcares e ribossomos.
O genoma da SpudCell tem 90.000 pares de bases (90 kpb). Para comparação, o genoma humano tem aproximadamente 3 bilhões de pares de bases.
Em vez de um único cromossomo, o genoma está dividido em sete plasmídeos de DNA separados que codificam 36 genes (a maioria existentes em bactérias E. coli, alguns genes virais e um gene de fluorescência de água viva para visualização da cultura).
As SpudCells utilizam o sistema PURE, desenvolvido há décadas. É como um kit básico de biomoléculas, incluindo proteínas e ribossomos. Outros pesquisadores já haviam colocado esses blocos em lipossomos (gotículas de água cercadas por ácidos graxos) para criar sistemas com algumas funções básicas de uma célula, como produzir proteínas. Mas essas gotículas nunca conseguiram se alimentar e se dividir com base em seu genoma. [2]
Os cientistas utilizaram componentes moleculares que ocorrem naturalmente e os organizaram sinteticamente em uma estrutura capaz de:
- Seleção, replicação do genoma, crescimento, aquisição de recursos por alimentação e divisão geneticamente programada – replicando o ciclo de vida de uma célula biológica.
- Divisão celular sem citoesqueleto. Células naturais se dividem usando uma estrutura interna chamada citoesqueleto. A SpudCell se divide por meio de proteínas que se aglomeram na superfície da membrana até que o estresse mecânico provoque sua divisão.
- Seleção e competição: os pesquisadores introduziram uma alteração genética que aumentou a produção da proteína de fusão, resultando em células que cresciam mais rápido e produziam mais descendentes. Após cinco gerações, a variante de crescimento mais rápido superou a original em número, e sob escassez de nutrientes essa vantagem aumentou, demonstrando seleção e competição operando em um sistema químico totalmente sintético. [3]
SpudCell é uma célula viva?
Não. Mas é o mais próximo que os pesquisadores já conseguiram chegar de construir uma célula viva a partir “do zero”, algo que a área de biologia sintética vem buscando há anos.
A SpudCell não tem defesas ou sistema de eliminação, não consegue se dividir por muitas gerações e depende de condições extremamente controladas para crescer e se replicar. Além disso, a maquinaria complexa que produz as proteínas, o ribossomo, degrada-se com o tempo. Em uma SpudCell, o sistema não é capaz de produzir novos ribossomos ou eliminar os antigos.
Ademais, o processo de divisão ainda é ineficiente. Para obter múltiplas rodadas de divisão, os pesquisadores tiveram de dividir mecanicamente as SpudCells, pressionando-as através de uma membrana com pequenos orifícios. Repetir esse processo várias vezes revelou outro problema: como os genomas replicados não se separam de forma organizada durante a divisão, apenas 30% das SpudCells carregavam o genoma completo após cinco ciclos de divisão.[2]
Potenciais aplicações futuras
Não existe uma célula natural para a qual todas as suas funções essenciais à vida sejam compreendidas.
Diferente das células naturais, em células sintéticas, todos os componentes são conhecidos e definidos. Esse conhecimento abre caminho para usá-las na produção de medicamentos e outros compostos químicos, além de auxiliar no estudo de doenças.
Hoje, a fabricação de medicamentos, materiais e produtos químicos industriais ainda depende de usar células naturais ou de processos industriais de alto custo energético. Células construídas poderiam realizar transformações que a química industrial não consegue, abrindo caminho para moléculas terapêuticas mais precisas e materiais produzidos de forma mais sustentável.[3]
Potenciais aplicações futuras
O trabalho dos cientistas foi publicado como preprint, o que significa que ele ainda precisa passar por revisão por pares. Diversas características da SpudCell ainda precisam ser aprimoradas para que ela seja capaz de produzir algo.
Os pesquisadores fundaram uma instituição de pesquisa chamada Biotic [2], com o objetivo de coordenar grupos de pesquisa dispersos e acelerar esse trabalho que pode ter grande impacto.
Referências:
[1] Gaut NJ, Deich C, Cash B, Hoog T, Engelhart AE, Adamala KP. A chemically defined synthetic cell capable of growth and replication [Preprint]. bioRxiv; 2026 [citado 2026 Jul 5]. Disponível em: https://doi.org/10.64898/2026.07.01.735724.
[2] Science News. Lab-created ‘SpudCell’ marks ‘stunning’ step toward building life from scratch. Disponível em: https://www.science.org/content/article/lab-created-spudcell-marks-major-step-toward-building-life-scratch.
[3] University of Minnesota News & Views. World’s first synthetic cell with a complete life cycle could revolutionize biological engineering. Disponível em:
https://twin-cities.umn.edu/news-events/worlds-first-synthetic-cell-complete-life-cycle-could-revolutionize-biological.
