La molecola artificiale che imita la vita e la morte

Una nuova molecola, artificiale, si comporta come se fosse viva: cresce (ma di poco) e decade (di poco). Può fare sorridere, ma è un serio studio sulla natura della vita.

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Una molecola che imita la vita.|Shutterstock

Che differenza c'è fra la vita e la non-vita? Non conosciamo la risposta precisa (non sappiamo neppure definire esattamente la vita), ma probabilmente una possibile risposta include la capacità della vita di preservarsi nel tempo combattendo l'entropia. Per indagare, alcuni ricercatori hanno creato una molecola in bilico fra rigenerazione e autodistruzione.

Entropia (o la Legge del Tempo). Il secondo principio della termodinamica afferma l'irreversibilità di molti eventi termodinamici (come quelli legati alla vita) e in definitiva che, col passare del tempo, l'entropia aumenta: non c'è più scambio termico, non accade più nulla. Insomma, non capita mai che un'auto che invecchia funzioni meglio, o che, tornando a casa, la troviamo più pulita di come l'abbiamo lasciata. O che un uovo si riaggiusti, dopo averlo rotto.

 

Disobbedienti per natura. Noi siamo però capaci di riordinare la case e riparare macchine. Come tutti gli esseri viventi siamo anche capaci di mantenere il complesso meccanismo chimico che ci fa esistere, e facendo questo ci illudiamo di poter ingannare la termodinamica, anche se temporaneamente e mutando l'ambiente attorno a noi.

 

Del sapone visto al microscopio.
Sapone al microscopio: la molecola replicante creata a Oxford forma strutture simili. | Tsutomu Seimiya

Il replicante. Lungo questo filone del pensiero scientifico, i ricercatori dell'Università di Oxford hanno creato una molecola sintetica in grado di autoreplicarsi e di assumere una forma sempre più complessa. Come per tuitte le forme di vita, il suo "funzionamento" necessita di un qualche carburante e produce degli scarti.

 

Il minuscolo replicante ricorda le molecole del sapone o della parete cellulare: un lato è idrofilo (gli piace l'acqua), l'altro è idrofobo (repelle l'acqua) e in mezzo c'è del rutenio che lega il tutto. La molecola riesce quindi a catturare nuovi elementi per espandersi (crescere) e creare una struttura sferica. Ma, ciclicamente, diventa instabile e perde pezzi.

 

Immagine al telescopio elettronico delle sfere create dalla molecola.
Immagine al microscopio elettronico delle sfere create dalla molecola. Il diametro medio è di 27 nm (nanometri), ovvero di 0,000027 millimetri. | Nature, Università di Oxford

Ingegno creatore. A far funzionare il tutto è la metatesi, una reazione di doppio scambio fra molecole. Tolta l'entropia e la termodinamica, è tutto nuovo: nel 2005 questo filone di ricerca si aggiudicava il Nobel per la Chimica, “per lo sviluppo del metodo della metatesi nella sintesi organica”. Tredici anni dopo la ricerca continua, ma, come ha dichiarato il ricercatore Stephen Fletcher, coordinatore dello studio, «creare la vita sintetica è oggi impossibile [...] perché ancora non capiamo esattamente cosa sia la vita», appunto.

 

Un passo alla volta. Secondo Fletcher, «la progettazione e lo studio di modelli sintetici, in cui sono usati elementi costruttivi relativamente semplici per creare sistemi funzionali complessi, aiuteranno a capire come ricreare i comportamenti così lontani dall'equilibrio osservati nella vita», nell'universo e in tutto quanto - aggiungiamo noi. Si tratta dunque di una ricerca di base, che sperabilmente prima o poi ci porterà a capire per davvero che cos'è la vita.

17 Luglio 2018 | Davide Lizzani