Ecco la vita artificiale: costruita la prima cellula "comandata" da un genoma sintetico

Per 15 anni, dalla metà degli anni '90, Craig Venter ha inseguito un sogno: assemblare un genoma da zero e utilizzarlo per costruire la vita sintetica.

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Per 15 anni, dalla metà degli anni '90, Craig Venter ha inseguito un sogno: costruire un genoma da zero e utilizzarlo per costruire la vita sintetica. Oggi sembra essere riuscito a realizzarlo: ha creato un genoma sintetico e lo ha trasferito con successo in un batterio, dal quale ha tolto il Dna naturale. Ha costruito così Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0, il primo batterio controllato da un genoma sintetico.

La nascita della prima colonia batterica dal genoma interamente sintetizzato da macchine di laboratorio risale a un mese fa, un microscopico grumo di cellule blu, apparentemente insignificanti, ma la rivista scientifica Science ne dà notizia con grande enfasi solo ora, alle 20 del 20 maggio. Artefici i tre moschettieri della vita artificiale, Craig Venter, Clyde Hutchinson III e Hamilton Smith, biologi molecolari del Jcvi (J Craig Venter Institute). È loro anche questo progresso verso la creazione di una vita veramente sintetica, che, promettono, è l’alba di una Genesi dell’uomo.

La vita progettata in laboratorio. «È la prima cellula sintetica fabbricata dall’uomo e la chiamiamo sintetica perché è derivata interamente da un cromosoma sintetico, costruito con 4 bottiglie di 4 diverse sostanze chimiche, le basi della vita, e un sintetizzatore chimico, il tutto manovrato da un computer che detta le istruzioni della sequenza», spiega Venter. «Queste apparecchiature oggi sono diventate potentissime e ci consentiranno in futuro di progettare quello che vogliamo. Abbiamo già in mente un lungo elenco di applicazioni». Fra le quali alghe capaci di catturare la CO2, microbi per produrre nuovi carburanti o nuove sostanze chimiche, velocizzare la produzione di vaccini, ripulire acque o suoli inquinati. Applicazioni che Venter ha già brevettato.

Un decennio di lavoro e contrattempi. Il lavoro è stato tutt’altro che semplice. Per non parlare dei contrattempi: nel procedimento una base sbagliata (una sola lettera chimica) sulle 10.001.080 del genoma batterico artificiale ha rallentato per ben 3 mesi la “creazione” costringendo i ricercatori alla faticosa ricerca dell’errore perché il microbo viveva, ma non faceva nulla: non si moltiplicava e non produceva proteine. La base sbagliata è stata infine individuata e corretta e la colonia ha preso vita e adesso si comporta come il batterio naturale copiato.

 

Colla naturale.

Al mercato del Dna. Il genoma sintetico del batterio è la copia pedissequa di un genoma già esistente in natura, quella del Mycoplasma mycoides (M. mycoides). In prima battuta, i ricercatori hanno comprato sul mercato migliaia di spezzoni del genoma artificiale del M. mycoides riducendolo ai minimi termini, cioè privandolo di 14 geni apparentemente non necessari.


Tuttavia, le attrezzature oggi disponibili sono in grado di assemblare solo stringhe di Dna corte, mentre il genoma del M. mycoides è lungo oltre un milione di basi. Come superare questo ostacolo? Come incollare uno spezzone all’altro? I ricercatori sono ricorsi alla natura: il lievito possiede enzimi riparatori che incollano uno spezzone all’altro. I ricercatori hanno quindi inserito i loro spezzoni di Dna batterico nel lievito per ben tre volte, affidando alla natura il compito di legare uno spezzone all’altro fino ad avere il cromosoma batterico intero.

Nuova vita ai batteri. Infine hanno estratto il cromosoma naturale da un M. capricolum e vi hanno inserito il cromosoma dell’M. mycoides, che si è preso carico della parete cellulare e di tutte le sue strutture interne e ha cominciato a utilizzare le strutture dell’M. capricolum per sintetizzare le proteine dell’M. mycoides e farlo moltiplicare. «Abbiamo chiaramente trasformato una cellula in un’altra», commenta Venter.

Limiti e pericoli. E le potenziali applicazioni criminali? Per ora sono impensabili: il procedimento è troppo complesso perché possa essere utilizzato per esempio da bioterroristi. La produzione di questa nuova forma di vita è costata 40 milioni di dollari e il lavoro di 20 ricercatori impegnati a tempo pieno per oltre un decennio.


«Ci sono grandi difficoltà da superare prima che l’ingegneria genetica sia in grado di ridisegnare, mescolare, inventare il genoma di un organismo dal nulla», afferma Paul Keim, genetista molecolare della Northern Arizona University di Flagstaff alla rivista Science. Ma un altro passo verso la nuova Genesi artificiale è stato fatto.

20 Maggio 2010 | Amelia Beltramini