¿Qué pasaría si la vida no necesitara ni genes ni proteínas para comenzar? Esta pregunta desafiante es el punto de partida del estudio liderado por el equipo de Juan Pérez-Mercader, físico español y profesor en la Universidad de Harvard. Su investigación, publicada en PNAS en mayo de 2025, propone una forma completamente artificial —y abiótica— de reproducirse, uno de los rasgos más fundamentales de todo ser vivo.
Para lograrlo, el equipo desarrolló un sistema basado en vesículas poliméricas —estructuras parecidas a pequeñas burbujas— que nacen, crecen y se replican de manera autónoma. Pero a diferencia de las células vivas, estas vesículas no están hechas de lípidos o proteínas, sino de polímeros sintetizados a partir de compuestos químicos simples y luz verde.
El hallazgo no solo replantea teorías actuales, al demostrar que estructuras sintéticas pueden adquirir propiedades vitales sin recurrir a la bioquímica tradicional, sino que también abre la puerta a la búsqueda de formas de vida en otros lugares del universo que no dependan de moléculas orgánicas como el ADN o las proteínas. Esto amplía nuestra definición de vida y los criterios que usamos para detectarla más allá del planeta.
El nacimiento de una célula artificial: luz, polímeros y autoorganización
Todo empieza con una mezcla líquida de compuestos básicos: monómeros, un fotocatalizador y un agente RAFT. Cuando esta solución se ilumina con luz verde durante 90 minutos, ocurre algo asombroso. Los compuestos comienzan a polimerizarse, formando cadenas que, al ser suficientemente largas, se autoensamblan en vesículas parecidas a células.
Este proceso da lugar a estructuras con membranas similares a las celulares, pero formadas de copolímeros artificiales. A medida que la reacción avanza, las vesículas engordan, su membrana se tensa y acaban expulsando fragmentos que luego se reagrupan en nuevas vesículas.
Lo extraordinario es que el sistema entero se comporta como si estuviera vivo: crece, se reorganiza y se reproduce de forma autónoma, siempre que haya luz y monómeros disponibles.
Un ciclo de vida artificial que imita a la biología
A través de técnicas de microscopía, los investigadores pudieron observar el comportamiento dinámico de estas vesículas. Primero nacen, luego incorporan nuevos materiales, y finalmente “dan a luz” a otras vesículas más jóvenes. Este proceso ocurre en ausencia total de componentes biológicos conocidos.
Lo que permite esta reproducción no es un genoma, sino una combinación de presión interna, autoensamblaje molecular y reacciones químicas dirigidas por la luz. La presencia de retroalimentación y reorganización sugiere un comportamiento adaptativo, con cierto grado de variabilidad entre generaciones.
El sistema no tiene ADN, pero muestra una forma primitiva de “variación heredable”, lo que lo acerca sorprendentemente a la definición mínima de vida. En otras palabras, aunque estas células sintéticas carecen de los componentes biológicos clásicos como genes o enzimas, logran transmitir ciertas características estructurales a sus descendientes durante el proceso de replicación.
Esto implica que los patrones de crecimiento, organización y comportamiento pueden mantenerse de una generación a otra, imitando de manera básica uno de los pilares fundamentales de los seres vivos: la capacidad de reproducirse y evolucionar en función de su entorno, aunque lo hagan desde una base completamente abiótica.
Vida sin carbono: ¿ficción científica o nueva realidad?
Uno de los aspectos más provocadores del estudio es que todo el sistema funciona sin recurrir a moléculas basadas en carbono, como lípidos o proteínas. Esto rompe con la idea de que la vida, tal como la entendemos, debe basarse en la bioquímica.
Pérez-Mercader y su equipo sugieren que la vida podría emerger a partir de leyes físicas y químicas universales, y no exclusivamente desde la biología. Si esto es cierto, los científicos podrían buscar señales de vida en otros planetas sin restringirse a marcadores orgánicos.
La existencia de sistemas con propiedades vitales —sin estar vivos— podría ampliar nuestra definición de vida, y con ella, los métodos de detección de vida extraterrestre. Este hallazgo sugiere que la vida, tal como la conocemos basada en bioquímica compleja y ADN, no es el único camino posible hacia la autorreplicación y la organización autónoma.
Si estructuras completamente sintéticas, compuestas de polímeros y nanopartículas, pueden mostrar comportamientos similares a los de organismos primitivos, entonces es plausible que formas de vida alternativas —no basadas en carbono, proteínas o ácidos nucleicos— puedan existir en entornos planetarios radicalmente distintos al nuestro.
Esto redefine los criterios tradicionales que usamos para buscar vida más allá de la Tierra, abriendo la posibilidad de que signos de organización molecular, autoensamblaje o reproducción no biológica también puedan considerarse evidencias de vida.
Implicaciones tecnológicas: robótica blanda y nanofabricación
Más allá de su valor teórico, el hallazgo tiene aplicaciones prácticas. Sistemas autoorganizados como este podrían inspirar el desarrollo de materiales inteligentes, capaces de adaptarse o reproducirse en función del entorno. Estos materiales podrían responder a estímulos externos como la luz, la temperatura o la composición química del medio, reorganizando su estructura de forma autónoma.
La robótica blanda, por ejemplo, podría beneficiarse de estructuras que cambian su forma o función sin necesidad de instrucciones externas. Esto tendría implicaciones especialmente relevantes en contextos extremos, como exploraciones espaciales o entornos biológicamente sensibles, donde la autonomía y la adaptabilidad son esenciales para el funcionamiento sostenido.
En el campo de la nanofabricación, estas vesículas podrían utilizarse como plataformas autoensamblables para construir materiales complejos desde lo más pequeño. Esta tecnología puede convertirse en una herramienta clave para diseñar estructuras dinámicas, catalizadores inteligentes o sistemas de liberación controlada en aplicaciones médicas y biotecnológicas.
También podrían usarse para estudiar procesos celulares sin las limitaciones de trabajar con seres vivos, o incluso para fabricar dispositivos que imiten funciones biológicas sin necesidad de vida. Al reproducir dinámicas similares a las de células reales —como crecimiento, compartimentalización y división— sin utilizar componentes biológicos, estas estructuras ofrecen un modelo limpio y controlable.
Esto puede facilitar el estudio de procesos fundamentales, como la evolución de membranas, la compartimentalización metabólica o la transición entre química inanimada y sistemas vivos, proporcionando nuevos conocimientos sin las interferencias propias de organismos biológicos.
Juan Pérez-Mercader: un físico español a la vanguardia de la vida sintética
El cerebro detrás del proyecto es Juan Pérez-Mercader, un físico sevillano con una larga trayectoria en la física teórica y la astrobiología. Tras liderar el Centro de Astrobiología en España, se trasladó a Harvard, donde impulsa investigaciones que combinan química, física y biología para explorar la posibilidad de vida artificial sin bioquímica.
En esta investigación trabajó junto con Sai Krishna Katla y Chenyu Lin, también de Harvard y del Santa Fe Institute. Su objetivo no es reemplazar la biología, sino entender qué es lo esencial para que surja algo parecido a la vida.
Para el equipo, este descubrimiento es una muestra de que la vida podría ser una propiedad emergente de sistemas complejos, y no necesariamente una herencia exclusiva de la evolución orgánica.
Una nueva frontera para la definición de vida
El estudio no intenta crear vida como tal, sino explorar los límites entre lo vivo y lo no vivo. Y lo ha hecho con éxito. Ha demostrado que estructuras sin genes, sin metabolismo y sin proteínas pueden crecer, dividirse y dejar descendencia.
Esto plantea preguntas profundas: ¿cuáles son las condiciones mínimas para que algo se considere vivo? ¿Estamos preparados para encontrar vida que no se parezca a la nuestra? La posibilidad de que sistemas sin ADN, sin proteínas y sin células tal como las conocemos puedan replicarse y evolucionar desafía nuestras concepciones más arraigadas sobre lo que significa estar vivo.
Por ahora, la respuesta la tiene la luz verde que da vida —artificial— a unas burbujas poliméricas en un laboratorio de Harvard. Un brillo tenue que activa moléculas simples, y con ello, desencadena un proceso que se comporta como si tuviera propósito, crecimiento y descendencia.
Y quizás, algún día, también a nuevas formas de vida en otros planetas, donde la química haya seguido caminos distintos, pero igual de sorprendentes.
Referencias
- Katla SK, Lin C, Pérez-Mercader J. Self-reproduction as an autonomous process of growth and reorganization in fully abiotic, artificial and synthetic cells. Proc Natl Acad Sci U S A. (2025). doi:10.1073/pnas.2412514122
Cortesía de Muy Interesante
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