Biologia sintetica
Cellula sintetica segna un nuovo passo verso la vita artificiale
Scienziati statunitensi hanno costruito una cellula sintetica a partire da componenti chimici non viventi, in grado di nutrirsi, crescere, replicare il proprio DNA e dividersi, segnando un importante passo avanti verso la creazione della vita artificiale.
La cellula creata in laboratorio, soprannominata SpudCell, non è considerata vivente, ma dimostra diversi comportamenti chiave associati agli organismi viventi.
I ricercatori dell’Università del Minnesota hanno presentato il loro lavoro mercoledì. Kate Adamala, biologa sintetica e professoressa presso l’università, ha definito la cellula sintetica «un organismo incredibilmente debole» che al momento non fa altro che «mangiare e occasionalmente produrre una cellula figlia».
Tuttavia, Adamala ha descritto il risultato come una «prova di principio», affermando che le molecole possono ricreare comportamenti precedentemente associati solo alle cellule viventi naturali. Il sistema è ancora più debole e lento di una cellula naturale, ma potrebbe aiutare gli scienziati a comprendere la biologia costruendola a partire da componenti noti, ha osservato lo scienziato.
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Adamala ha dichiarato di aver chiamato la cellula sintetica «SpudCell» in parte per evitare di darle il suo nome e in riferimento allo Sputnik, il satellite sovietico il cui lancio nel 1957 segnò l’inizio dell’era spaziale.
Il team ha creato le cellule a partire da componenti chimici non viventi, anziché modificare organismi esistenti. Secondo la pagina del progetto, le SpudCells contengono 36 enzimi purificati, un genoma di 90.000 paia di basi distribuito su diverse molecole di DNA e una membrana lipidica.
Le cellule lavorano all’interno di un liquido ricco di sostanze chimiche. Crescono fondendosi con minuscoli «liposomi nutritivi», che forniscono i nutrienti, gli enzimi e i ribosomi necessari per produrre proteine. Il loro genoma contiene le istruzioni che le aiutano a copiare il DNA e a dividersi.
Il sistema rimane limitato. Le SpudCells dipendono da fonti esterne, non sono in grado di costruire i propri ribosomi, non controllano il proprio metabolismo e spesso trasmettono una quantità errata di DNA durante la divisione cellulare. In genere smettono di funzionare dopo diverse generazioni.
La Biologia sintetica (detta anche Synbio) è un campo della scienza che riprogetta interamente gli organismi viventi.
È come l’ingegneria genetica, ma eseguita a un livello più granulare: mentre l’ingegneria genetica trasferisce materiale genetico già esistente tra gli organismi, la Biologia sintetica può costruire nuovo materiale genetico da zero.
L’ingegneria genetica tradizionale usa strumenti, in ultima analisi, analogici – cioè geni preesistenti. Per questo, l’ingegneria genetica tradizionale è considerabile come un settore estrattivo.
Con la Biologia sintetica, aperta dagli studi pionieristici di Craig Venter, è possibile progettare integralmente il genoma di un organismo, producendo in laboratorio i geni di cui si ha bisogno. Nel 2010, Venter e il suo team hanno presentato quella che all’epoca fu descritta come la prima cellula controllata da un genoma creato in laboratorio, dopo aver trapiantato DNA sintetico in un batterio.
La Biologia sintetica, dunque, si presenta come la definitiva forma di digitalizzazione delle scienze della vita. In pratica, la Biologia sintetica è lo sforzo della scienza di creare la vita dal niente.
Come riportato da Renovatio 21, uno studio McKinsey calcolava che gli usi della SynBio potrebbero avere un impatto economico diretto fino a 3,6 trilioni di dollari all’anno entro il 2030-2040.
La biologia sintetica ha una vasta gamma di applicazioni mediche. Ad esempio, può essere utilizzato per manipolare i percorsi biologici nel lievito per produrre un trattamento antimalarico, scrive lo studio.
Potrebbe anche migliorare la terapia genica. Utilizzando tecniche di Biologia sintetica, la società biotecnologica britannica Touchlight Genetics sta lavorando a un modo per costruire DNA sintetico senza l’uso di batteri, che sarebbe un punto di svolta per il campo della terapia genica.
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Come noto, dopo l’iniezione massiva di vaccino COVID mRNA – di fatto, una terapia genica – l’accettazione per questo tipo di interventi genetici fra la popolazione è quasi totale.
La biologia sintetica ha il potenziale per fare un grande salto anche nel settore agricolo. Un esempio di ciò è il ruolo di biologia sintetica nell’«agricoltura cellulare», ovvero quando la carne viene creata direttamente dalle cellule: la famosa carne sintetica creata il laboratorio. Il costo della creazione di carne coltivata in laboratorio è diminuito in modo significativo negli ultimi anni e, per questo motivo, varie startup in tutto il mondo stanno iniziando a sviluppare una varietà di prodotti a base di carne a base di cellule.
Alcune applicazioni della Biologia sintetica, come l’editing di embrioni, sono ovviamente ancora controverse – per il momento. Se questi tipi di applicazioni diventassero mainstream, potrebbero avere enormi implicazioni per la società, con il potenziale per aumentare la polarizzazione all’interno delle comunità.
Un’ulteriore preoccupazione è per le armi biologiche: la Biologia sintetica potrebbe essere utilizzato per ricreare virus o manipolare batteri per renderli più letali, creando strumenti di morte.
Come riportato da Renovatio 21, proposta più estrema di biologia sintetica è forse quella del genetista harvardiano George Church, che nel suo libro Regenesis invoca la creazione di Mirror Humans («uomini-specchio»), ossia esseri umani dalla biochimica totalmente invertita, quindi non suscettibili, in teoria, di alcuna malattia.
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