L’alba di un nuovo mondo: l’organismo sintetico che cambierà tutto!
Nel campo delle tendenze in tecnologia, c’è un progresso epocale che merita l’attenzione di tutti gli appassionati: la creazione di una levadura con oltre il 50% di DNA sintetico, progettato dall’uomo. Questo risultato straordinario è stato annunciato ufficialmente il 13 novembre 2023 e rappresenta un passo significativo nella genetica e nella biologia sintetica.
Il Mycoplasma laboratorium, un organismo artificiale basato su una batteria senza parete cellulare, è il frutto di uno sforzo congiunto di più di venti ricercatori e di un investimento multimilionario in vari progetti genetici. Questa entità, che un tempo non esisteva, ora mostra caratteristiche di vita come l’alimentazione, la riproduzione e l’interazione con l’ambiente. Questa straordinaria realizzazione ha richiesto lo sviluppo di nuove tecniche e l’identificazione del numero minimo di geni necessari per sostenere la vita.
La scelta di Mycoplasma genitalium come modello iniziale è stata dettata dalla sua capacità di sopravvivere con poco più di 500 geni. Tuttavia, a causa della sua lenta crescita, è stato successivamente sostituito da Mycoplasma mycoides, che ha un genoma quasi doppio. Nel processo di assemblaggio del genoma, sono state introdotte “marche d’acqua” per segnalare la sua artificialità. Dopo numerosi tentativi, è stato finalmente osservato un punto blu in una colonia batterica, segnando l’inizio di una nuova vita con DNA completamente progettato al computer.
Nonostante alcune controversie sul riconoscimento di questi organismi come sintetici, nel 2016 è stata presentata una versione con solo 473 geni, conosciuta come JCVI-syn3.0, riconosciuta come la prima batteria completamente sintetica.
Parallelamente, nel 2003, il genoma di un virus batteriofago chiamato ΦX174 è stato sintetizzato, segnando un altro importante passo nella creazione di organismi artificiali. Grazie ai progressi nelle tecniche di editing genetico, sono stati compiuti ulteriori sviluppi, come la progettazione di microorganismi da zero per scopi industriali.
Un esempio significativo è stato il tentativo dell’ETH di Zurigo di modificare il genoma di Caulobacter crescentus, un’altra batteria, anche se finora non è stato possibile introdurre con successo il nuovo genoma in un microorganismo.
Un recente sviluppo ha visto centri di ricerca internazionali ricreare sinteticamente i 16 cromosomi del genoma di Saccharomyces cerevisiae, una levadura, e inserire con successo 7,5 di questi cromosomi sintetici. Questo rappresenta un traguardo fondamentale nel processo di modifica di una percentuale significativa del genoma di una cellula eucariota.
Questa nuova levadura, chiamata Sc2.0, presenta caratteristiche uniche, tra cui un cromosoma speciale che raggruppa tutti i geni per l’RNA di trasferimento e un sistema denominato SCRaMbLE, che consente la rielaborazione dei geni per creare varietà controllate. I ricercatori hanno iniziato sostituendo un singolo cromosoma alla volta e hanno gradualmente ottenuto levadure con un numero crescente di cromosomi sintetici.
La sfida futura è quella di completare l’inserimento dei cromosomi sintetici rimanenti per realizzare il primo organismo eucariota completamente sintetico. Con un genoma completamente sintetico e modificabile, si aprono infinite possibilità, dalla produzione di farmaci innovativi ai bioplastici e ai biocombustibili di nuova generazione. Il futuro della biologia sintetica è sorprendente, e queste innovazioni ci spingono verso un mondo di scoperte scientifiche senza precedenti.