Forma di vita semi-sintetica armata ed operativa

La vita avrebbe forse potuto svilupparsi in altro modo? Un germe portatore di lettere di DNA “innaturali” sembrerebbe suggerire di sì.

di Antonio Regalado

Ogni forma di vita sulla Terra immagazzina le istruzioni necessarie ad esistere sotto forma di DNA, composto da quattro lettere genetiche di base, A, G, C e T. Ora il laboratorio di Floyd Romesberg, allo Scripps Research Institute di San Diego, sta producendo batteri dotati di un codice genetico amplificato, dotato di una coppia di lettere “innaturali” chiamate X ed Y.

Romesberg ha cominciato a modificare i geni del battere E. Coli nel 2014. Ora, per la prima volta, i germi stanno facendo uso di questo loro codice maggiorato per produrre proteine dotate di componenti non meno inusuali. “Volevamo provare il fatto che ogni passaggio dell’immagazzinamento e recupero delle informazioni genetiche può essere mediato da un paio di basi non naturali,” spiega Romesberg.

Il battere è stato definito un organismo “semi-sintetico”, in quanto, fatta eccezione per l’alfabeto allargato, il resto della cellula non è stato modificato. Ciononostante, secondo Peter Carr, ingegnere biologico del Lincoln Laboratory al MIT, si tratterebbe di un segno del fatto che gli scienziati non hanno che cominciato ad esplorare quanto la vita possa essere riprogrammata con al biologia di sintesi. La ricerca di nuove forme di vita su Marte e Giove è stata deludente, eppure i germi alieni di San Diego permettono di immaginare forme biologiche alternative a quella terrestre.

I tentativi di Romesberg di depositare un uovo di cuculo genetico nei batteri presero il via 15 anni fa. Creata una coppia di possibili nuove lettere genetiche, il primo passo fu aggiungerle al genoma dei batteri e dimostrare che era in grado di farne uso per immagazzinare informazioni, ovvero seguirne le istruzioni e produrne nuove copie.

La risposta si dimostrò essere positiva nel 2014, ma le prime versioni dei batteri non si dimostrarono particolarmente sane. Morirono o si liberarono delle lettere artificiali immagazzinate in un mini-cromosoma che prende il nome di plasmide.
La squadra è riuscita quest’anno a creare un battere più resiliente, portatore di un codice parzialmente alieno e capace di produrre proteine parzialmente aliene. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Nature. Le nuove lettere portano istruzioni che permettono ai batteri di produrre proteine verdi luminose dotate di un singolo amminoacido innaturale. “Faremo cose impossibili per chiunque altro,” dichiara Romesberg.

Il primo vantaggio di un organismo dotato di un alfabeto, e quindi un vocabolario, amplificati sta nel fatto che possa assemblare proteine dotate di componenti non rinvenibili in natura, una caratteristica molto ambita dalla chimica farmaceutica, l’arte di modellare molecole capaci di fare esattamente quanto richiesto e nulla d’altro. A questo scopo, Romesberg ha fondato una propria startup chiamata Synthorx, per cui ha ottenuto finanziamenti per 16 milioni di dollari e con cui spera di arrivare a produrre nuovi farmaci. Uno dei suoi progetti sta studiando la possibilità di creare una nuova versione dell’interleukin-2, un farmaco anti-cancro dagli effetti collaterali pesanti. “E’ ora che questa società lasci il laboratorio per la clinica ,” dichiara il nuovo CEO, Laura Shawver.

Secondo Carr, un codice genetico amplificato potrebbe portare benefici non solo nella produzione di nuove proteine, ma anche venire utilizzato nel ruolo di un sofisticato sistema per nascondere informazioni, si tratti di proprietà intellettuali o armi biologiche.

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