Il batterio con il Dna alieno

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A, T, C e G: per miliardi di anni, l’evoluzione ha avuto a disposizione solamente queste quattro lettere per scrivere la storia della vita sul nostro pianeta. Si tratta delle sigle con cui identifichiamo Adenina, Timina, Citosina e Guanina, le basi azotate con cui sono costruiti i geni di tutti gli esseri viventi. Oggi, a questo “alfabeto della vita” si sono aggiunte invece due nuove unità. Come descrivono nel loro studio apparso su Nature, i ricercatori dello Scripps Research Institute di LaJolla, in California, sono riusciti ad inserire due nuove molecole all’interno del Dna di un batterio, dimostrando che questi nuovi geni sono in grado di replicarsi e codificare per la produzione di proteine proprio come quelli naturali. Si tratterebbe a tutti gli effetti della prima forma di vita realmente aliena mai apparsa sul nostro pianeta.

I primi esperimenti di questo genere risalgono agli anni ’60, ma per oltre mezzo secolo gli scienziati non erano mai riusciti ad andare oltre a semplici catene di Dna “alieno” realizzate in provetta. Inserire nuove molecole in un filamento di Dna infatti non è troppo difficile, e in passato gli scienziati erano riusciti anche a fare in modo che in questi filamenti isolati di materiale genetico le nuove basi codificassero per la sintesi di proteine. Aggiungere molecole aliene all’interno del delicato equilibrio che regola il genoma di una creatura vivente, però, è ben più complicato.

Gli esperimenti dei ricercatori di La Jolla sono iniziati nel 2008, quando in una lista di oltre 3.600 candidati riuscirono ad identificare due molecole promettenti, d5SICS e dNaM, che risultavano compatibili con i meccanismi enzimatici che regolano la replicazione dei geni e la sintesi proteica. Si trattava di un traguardo importante, ma restavano ancora moltissimi problemi da superare per riuscire ad introdurre le due molecole in un organismo vivente. “All’epoca non pensavamo neanche lontanamente che un giorno saremmo riusciti ad inserire questo paio di basi in un organismo vivente”, racconta Denis Malyshev, il primo autore del nuovo studio.

Il problema principale è che una volta inserite le nuove basi nel genoma di una cellula, questa non ha a disposizione le materie prime (le molecole d5SICS e dNaM) per riprodurre i geni “alieni” nei seguenti cicli di divisione cellulare. Negli ultimi sei anni i ricercatori hanno lavorato però alla questione, arrivando ad una soluzione. Hanno modificato un batterio E. coli, inserendo un gene proveniente da un’alga, che permette a d5SICS e dNaM di attraversare la sua membrana cellulare. I ricercatori hanno quindi inserito all’interno del genoma del batterio un piccolo frammento di Dna (o plasmide) che conteneva le due nuove basi, e lo hanno finalmente visto replicare in ogni nuovo ciclo di divisione cellulare.

Il batterio creato dal team di Malyshev per ora contiene solamente una singola coppia di basi “aliene”, ma secondo i ricercatori ormai il gioco è fatto. “Se leggi un libro scritto con 4 lettere, non riuscirai probabilmente a raccontare molte storie interessanti”, commenta Floyd Romesberg, coordinatore del nuovo studio. “Ma se ti danno più lettere puoi inventare nuove parole, puoi trovare nuovi modi per utilizzare queste parole, e probabilmente riuscirai a raccontare storie molto più interessanti”.

In futuro, i ricercatori ritengono che con la loro tecnica si potranno creare cellule in grado di produrre nuovi tipi di amico acidi (una ventina di amino acidi compongono praticamente tutte le proteine esistenti in natura), per creare ad esempio proteine tossiche unicamente per le cellule del cancro. La vera sfida però, è ben più ambiziosa: creare un genoma che non contenga nessuna delle basi azotate normalmente presenti in natura. Sarebbe la prima forma di vita pensata e realizzata interamente dall’uomo.

Riferimenti: A semi-synthetic organism with an expanded genetic alphabet; Nature doi:10.1038/nature13314

Credits immagine: Synthorx

4 Commenti

  1. Questi facili entusiasmi e speranze generati da articoli come questo sono destinati a squagliarsi come neve al sole.
    Fino a quando non saranno riviste,azzerate e rifondate,le leggi della chimica,la speranza di arrivare a dei risultati concreti ,capire l’origine e trovare rimedi per le principali patologie nervose resterà un’utopia.
    È praticamente impossibile trovare il bandolo della matassa procedendo per tentativi,cercando di testare tutte le combinazioni possibili.
    La possibilità di arrivare a una qualsiasi soluzione la paragonerei a quella di centrare due superenalotto consecutivi.
    Bisogna partire con qualche idea,particolare,minima e sgangherata finchè si vuole,ma bisogna partire con qualcosa,dopo mettersi attorno a un tavolo con degli esperti di bioinformatica e cercare di arrivare a qualche risultato concreto.
    Probabilmente la coppia di basi che si riusciti a inserire nel genoma del batterio è il doppione che più che si avvicina a una delle due coppie originali come livello energetico;con l’inserimento di una percentuale limitata di queste basi all’interno del genoma di un batterio la cosa può funzionare,ma all’interno del nucleo di una cellula di un organismo superiore mi sembra pura fantascienza che si arrivi a qualche risultato.

  2. Invito di guardare il canale di CONTROINFORMAZIONE GLOBILUMINOSI su YOU tube sono postati video delle scoperta fatto da. due geni italiani Italia CERRONE e Sergio scaglione questi due ricercatori pubblicano video sulla vita aliena SEMIPLASMATICA “GLOBILUMINOSI Italia” e della vita completamente PLASMATICA “PLASMATICA Italia” darete ci una occhiata e incredibile sono dei geni…..

  3. Vista la straordinaria coincidenza della tempistica dei nostri commenti,(sono parecchi anni oramai che non credo più alle coincidenze),consiglierei vivamente ad Hall di andare a prenderlo nel culo,in tempi e modalità a lui consone.
    Sicuramente non gli brucerà neanche un pochino,e si divertirà moltissimo.

  4. Ho “leggermente” esagerato nella valutazione dell’articolo, e sicuramente ho esagerato anche nella reazione al commento successivo al mio, dove- in seguito- mi sono vergognato del linguaggio volgare utilizzato e a cui non sono abituato, e per il quale mi scuso; ma mi sono sentito parecchio umiliato

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