Creata la prima cellula artificiale che si replica come una cellula vivente

Il sorprendente risultato ottenuto in laboratorio è la creazione di un organismo sintetico unicellulare che si divide e si moltiplica come se fosse reale.

Non è organismo realmente vivo, ma si comporta come tale perché incorpora il processo biologico della divisione di una cellula madre in cellule figlie, alla base della crescita degli esseri viventi. Si ritiene che lo stesso processo possa generare gruppi di cellule figlie artificiali le quali, funzionando come computer, sarebbero in grado di produrre cibo e carburante; rilevare malattie e consentire di generare farmaci atti alle cure delle cellule umane.

Questo il risultato ottenuto dalla studio condotto da J. Craig Venter Institute ( JCVI ), il National Institute of Standards and Technology (NIST) e il Massachusetts Institute of Technology ( MIT ) Center for Bits and Atoms, è descritto nella rivista Cell .

La cellula artificiale ottenuta dall’investigazione scientifica è una prodezza tecnologica: ha meno di 500 geni. Una cellula umana ne ha circa 30mila, mentre una batterica ne ha circa 4mila.

Da questi numeri si potrebbero giudicare modesti gli esiti raggiunti dall’indagine, in realtà segnano una tappa molto importante dell’ingegneria genetica.

I magnifici sette

Per comprenderlo è necessario ripercorrere l’inter di questa ricerca iniziata 5 anni fa quando il gruppo di scienziati era riuscito a creare in laboratorio l’organismo sintetico unicellulare di 473 geni.

Si trattava della cellula artificiale più semplice mai conosciuta, simile a un batterio. E, in effetti, la cellula artificiale non era stata creata partendo da zero: gli scienziati avevano elaborato un tipo molto semplice di batterio, il micoplasma che ha capacità di vita autonoma, ma si caratterizza per non essere dotato di parete cellulare. I ricercatori ne hanno distrutto il DNA per sostituirlo con un DNA progettato al computer e sintetizzato in laboratorio, ottenendo il primo organismo della storia con un genoma completamente sintetico e l’hanno battezzato JCVI-syn1.0.

L’organismo ottenuto però si comportava in modo strano: mentre cresceva e si divideva produceva cellule figlie con forme e dimensioni molto diverse.

Seguì una nuova indagine scientifica per affinare questo primo e strambo risultato e ci riuscirono identificando 7 geni che aggiunti alla prima cellula sintetica, la fanno dividere in parti perfettamente uniformi: nasceva l’JCVI-syn3.0.

Identificare i 7 geni aggiuntivi ha richiesto un lavoro lungo e minuzioso, con dozzine di ceppi varianti e aggiungendo e rimuovendo sistematicamente i geni per vedere come i cambiamenti influenzavano la crescita e la divisione cellulare.

La stessa osservazione e verifica al microscopio dei risultati ottenuti man mano – hanno dichiarato gli stessi gli scienziati – è stata “una sfida” perché si trattava di cellule vive. “Usare potenti microscopi per osservare le cellule morte è relativamente facile ma ottenere immagini di cellule viventi è molto più difficile. Anche tenere queste cellule al microscopio è stato particolarmente difficile, perché sono molto piccole e delicate”.

Il mini acquario

Per risolvere il problema è stato progettato” un chemostato microfluidico, una sorta di mini-acquario nel quale le cellule potevano essere nutrite e osservate con un microscopio ottico” e che potevano essere filmate.

Questi video hanno permesso ai ricercatori di osservare come le loro manipolazioni genetiche progressivamente influenzavano la crescita e la divisione cellulare e a intervenire quando un gene interrompeva il normale processo per sostituirlo con un altro.

Sono giunti così al risultato dello studio attuale ossia alla creazione dell’organismo di JCVI-syn3A, ottenuto aggiungendo “19 geni a quella originaria cellula sintetica, dei quali 7 necessari alla normale divisione cellulare”.

Ma dei 7 geni aggiunti, soltanto di 2 gli scienziati conoscono bene i rispettivi ruoli. Degli altri 5 non sanno ancora il compito che svolgono nella divisione cellulare.

Lo studio continua.

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