Gli scienziati sono riusciti a costruire una cellula artificiale in grado di crescere e di dividersi come una naturale. Un nuovo primato per l’ingegneria genetica.
Questa cellula artificiale imita gli aspetti del ciclo di divisione cellulare che è alla base della vita e genera una nuova cellula vivente e sana.
Il risultato, una forma di vita simile a un batterio unicellulare chiamata JCVI-syn3A, è il risultato di decenni di sequenziamento e analisi genomici da parte dei ricercatori di tutto il mondo, che esplorano i ruoli che i singoli geni giocano all’interno delle creature viventi.
Cellula artificiale: le dichiarazioni di James Pelletier
Il biofisico James Pelletier del MIT e del National Institute of Standards and Technology (NIST) ha dichiarato: “Il nostro obiettivo è conoscere la funzione di ogni gene in modo da poter sviluppare un modello completo di come funziona una cellula”.
Mentre le radici del lavoro possono essere fatte risalire agli anni ’90 , i progressi più recenti si sono verificati in questo secolo, con i ricercatori nel 2003 che hanno sintetizzato con successo un piccolo virus che infetta i batteri.
Ciò ha portato a una nuova svolta nel 2010, con gli scienziati del J. Craig Venter Institute (JCVI) nel Maryland che hanno progettato la prima cellula batterica sintetica, chiamata JCVI-syn1.0: il primo organismo sulla Terra con un genoma interamente sintetico, progettato strappando il DNA naturale dal batterio Mycoplasma mycoides.
Diversi anni dopo, il team ha fatto un altro passo avanti, creando una specie di batteri in laboratorio con un codice genetico più piccolo di qualsiasi altro trovato in natura.
Che cos’è questo organismo artificiale?
Questo organismo, chiamato JCVI-syn3.0, possedeva solo 473 geni in totale, più corto di qualsiasi organismo vivente e autosufficiente conosciuto nel mondo naturale.
C’è da dire però che mentre il kit di strumenti genetici miniaturizzati di JCVI-syn3.0 gli ha permesso di perpetuarsi attraverso la divisione cellulare, lo ha fatto in un modo insolito, producendo “variazioni morfologiche sorprendenti” nelle nuove cellule che ha creato, che sono emerse in una varietà di diverse forme e dimensioni.
La scoperta dei ricercatori
Ora, i membri dello stesso gruppo di ricerca hanno trovato un modo per prevenire il verificarsi di queste strane morfologie, con una variante appena modificata di JCVI-syn3.0, nota come JCVI-syn3A.
Con l’aggiunta di 19 geni non presenti in JCVI-syn3.0, il nuovo JCVI-syn3A è in grado di subire la divisione cellulare in modo più normale e coerente, con una variazione morfologica significativamente inferiore rispetto alla “versione” precedente.
Misteri da risolvere
Nonostante i diversi anni di lavoro dietro il risultato, c’è ancora un’enorme quantità di misteri avvolto in questi geni.
Ad esempio, mentre JCVI-syn3A presenta 19 nuovi geni, si ritiene che solo 7 geni svolgano un ruolo nel far funzionare i suoi processi di divisione cellulare in modo più regolare. E di quei sette, solo due geni – chiamati ftsZ e sepF – hanno avuto le loro funzioni identificate.
Rimane sconosciuto come gli altri cinque contribuiscano necessariamente alla consistenza morfologica di JCVI-syn3A, ma una cosa è certa: questo minuscolo genoma rappresenta ora il nuovo standard per la sperimentazione che potrebbe aiutarci a caratterizzare proprio ciò che questi geni fanno all’interno degli organismi.
I ricercatori nel loro articolo spiegano: “JCVI-syn3A offre quindi un modello minimo convincente per la fisiologia batterica e una piattaforma per la biologia ingegneristica in generale”.
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