Fabricación de células artificiales funcionales

Abstract

[Resumen] La fabricación de células artificiales proporciona una poderosa estrategia para reconstruir numerosos procesos biológicos, organizar reacciones (bio)químicas en compartimentos únicos y vislumbrar como la vida surgió en la Tierra. Uno de los mayores desafíos para la fabricación de células sintéticas es el requerimiento de métodos sencillos que imiten a la perfección cómo las células naturales son generadas. Por lo tanto, cobra un enorme interés el desarrollo de estrategias químicas innovadoras que permitan la formación de células artificiales funcionales. En el presente Trabajo de Fin de Máster se ha desarrollado una ambiciosa metodología para la fabricación de nuevos modelos de células sintéticas basada en la preparación mediante aminólisis directa de conjugados anfifílicos aminoácido-lípido, los cuales se autoensamblan espontáneamente en vesículas biomiméticas de la membrana celular. Dicha metodología resulta especialmente poderosa como herramienta para el establecimiento de compartimentos únicos que faciliten el transporte de fármacos, la reconstitución de proteínas y la expresión de biomoléculas. Estos estudios ofrecen nuevos conocimientos sobre la naturaleza de los sistemas vivos y el origen de la vida celular.

[Resumo] A fabricación de células artificiais proporciona unha poderosa estratexia para reconstruir numerosos procesos biolóxicos, organizar reaccións (bio)químicas en compartimentos únicos e vislumbrar como a vida surxiu na Terra. Un dos maiores desafíos para a fabricación de células sintéticas é o requerimento de métodos sinxelos que imiten á perfección cómo as células naturais son xeradas. Polo tanto, cobra un enorme interés o desenvolvemento de estratexias químicas innovadoras que permitan a formación de células artificiais funcionais. No presente Traballo de Fin de Máster desenvolveuse unha ambiciosa metodoloxía para a fabricación de novos modelos de células sintéticas basada na preparación mediante aminólisis directa de conxugados anfifílicos aminoácido-lípido, os cales autoensámblanse espontáneamente en vesículas biomiméticas da membrana celular. Dita metodoloxía resulta especialmente poderosa como ferramenta para o establecemento de compartimentos únicos que faciliten o transporte de fármacos, a reconstitución de proteínas e a expresión de biomoléculas. Estos estudios ofrecen novos coñecementos sobre a naturaleza dos sistemas vivos e o orixe da vida celular.

[Abstract] The fabrication of artificial cells provides a powerful strategy to reconstruct numerous biological processes, organize (bio)chemical reactions into unique compartments, and shed light on how life emerge on Earth. One of the biggest challenges for making synthetic cells is the requirement for simple methods that perfectly mimic how natural cells are generated. Therefore, the development of innovative chemical strategies that allow the formation of functional artificial cells is of great interest. In this Master's Thesis, an ambitious methodology has been developed for the fabrication of new synthetic cell models based on the preparation by direct aminólysis of amphiphilic amino acid-lipid conjugates, which spontaneously self-assemble into biomimetic vesicles of the cell membrane. This methodology is especially powerful as a tool for the establishment of unique compartments that facilitate the transport of drugs, the reconstitution of proteins, and the expression of biomolecules. These studies offer new insights into the nature of living systems and the origin of cellular life.