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SCIENZA 24 Marzo Mar 2016 1534 24 marzo 2016

Syn 3.0, primo batterio sintetico col Dna essenziale della vita

Enorme passo avanti nella ricerca verso l'organismo artificiale. Le ricerche durate oltre 20 anni.

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Craig Venter.

Il sogno della vita sintetica non è mai stato così vicino a concretizzarsi.
Dopo oltre 20 anni di esperimenti il pioniere delle ricerche sulla vita costruita in laboratorio, Craig Venter, ha ottenuto l'essere vivente con il più piccolo dei Dna: è un batterio che contiene appena 473 geni, ognuno dei quali svolge una funzione indispensabile alla vita: una sorta di kit di sopravvivenza comune a tutti gli esseri viventi.
DETTAGLIO MAI RAGGIUNTO. Descritto sulla rivista Science, il batterio sintetico si chiama Syn 3.0 e permetterà di studiare le funzioni della vita con un dettaglio mai raggiunto finora.
Il risultato apre anche la strada alle prime applicazioni della vita artificiale: su questo kit di base comune a tutti i viventi sarà possibile in futuro innestare specifiche funzioni per ottenere batteri con specializzazioni particolari, come produrre biocarburanti o bonificare terreni e acque contaminati.
UNITÀ FONDAMENTALE DELLA VITA. L'istituto in cui è stato ottenuto il batterio è lo stesso fondato e diretto da Craig Venter e porta il suo nome: Craig Venter Onstitute. Qui da anni la parola d'ordine è considerare la cellula come «l'unità fondamentale della vita» e il suo genoma come «il suo sistema operativo», ossia come il codice che contiene le istruzioni per le funzioni della cellula: la sua chimica, la struttura, il meccanismo con cui si replica.
SACRO GRAAL DELLA BIOLOGIA. Per i ricercatori, guidati da Clyde Hutchinson, «ogni genoma contiene le istruzioni per le funzioni universali comuni a tutte le forme di vita» e trovare questo Sacro Graal della biologia è stato il loro obiettivo. Lo hanno raggiunto lavorando anno dopo anno sullo stesso batterio sul quale, all'inizio degli anni 2000, avevano condotto le prime ricerche, il Mycoplasma mycoides, o SYn 1.0, nella versione sintetica ottenuta nel 2010.
DNA IN OTTO SEZIONI. I ricercatori hanno diviso il suo Dna, composto da 901 geni, in otto sezioni, ognuna delle quali è stata «etichettata» in modo da renderla facilmente riconoscibile rispetto alle altre. Hanno quindi cominciato a comporre queste tessere di Dna in centinaia di «mosaici» genetici diversi, eliminando ogni volta quelle che non avevano un legame con funzioni essenziali alla vita. È stato un lavoro di pazienza, nel quale si sono ripetuti centinaia di tentativi, e alla fine sono rimaste solo le tessere importanti per la sopravvivenza: il programma alla base della vita. Organizzandole in un unico genoma si è ottenuto Syn 3.0, il vivente con un Dna minimo composto da 473 geni.

I primi passi mossi già 60 anni fa

Hanno avuto un ruolo di primo piano anche altre ricerche, come quelle condotte a partire dal 1956.
È in quell'anno che Arthur Kornberg ha ottenuto in laboratorio la prima sintesi di Dna, un risultato premiato con il Nobel nel 1959. Da allora gli strumenti a disposizione dei genetisti sono diventati sempre più sofisticati.
VITA SEMI-ARTIFICIALE NEL 2007. Nel 2007 il gruppo di Venter ha riprodotto fedelmente in laboratorio il Dna di un batterio chiamato Mycoplasma mycoides, ottenendo la prima forma di vita semi-artificiale: Syn 1.0. Due anni più tardi, nell'agosto 2009, il Dna sintetico è stato trasferito in quello di un batterio simile, chiamato Mycoplasma capricolum, ottenendo Syn 2.0, la prima cellula naturale controllata da un programma genetico costruito in laboratorio.
PRIMO CROMOSOMA SINTETICO. La corsa alla vita artificiale ha incrociato anche la strada delle ricerche sull'origine della vita: nel 2012, nel tentativo di ricostruire le prime cellule comparse sulla Terra, il britannico Medical research council (Mrc) ha ottenuto il primo Dna completamente sintetico, chiamato Xna. Nel marzo 2014, nei laboratori delle università americane di New York e Johns Hopkins è stato costruito il primo cromosoma sintetico di un organismo complesso, sostituendo il terzo dei 16 cromosomi del lievito del pane: il risultato ha aperto la strada alla realizzazione di qualsiasi tipo di cellula artificiale che possieda specifici geni.
Nello stesso anno l'istituto californiano Scripps ha ottenuto il primo organismo vivente con un Dna 'potenziato': accanto alle tradizionali lettere che costituiscono l'alfabeto della vita (A, C, G e T) ne sono state aggiunte due in più, chiamate X e Y. È stato così ottenuto il primo organismo semi-sintetico. L'ultimo arrivato dai laboratori del Craig Venter Institute è, invece, Syn 3.0, il batterio con un Dna che contiene solo le istruzioni essenziali per la vita.

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