Dna, un sistema all’avanguardia può creare cromosomi sintetici

Il nuovo metodo Creating, ideato dall’Università della California del Sud, potrebbe far compiere passi da gigante nella medicina, nella produzione di farmaci e nell’ingegneria genetica

Prossimamente il campo della biologia sintetica potrebbe essere rivoluzionato grazie a un innovativo sistema, denominato Creating. La tecnica in questione, messa a punto dai ricercatori del Dornsife College of Letters, Arts and Science della University of Southern California (Usc), e descritta su Nature Communications, serve a creare cromosomi sintetici (a partire da Dna naturale) in modo da sostituire, in maniera semplice ed economica, le controparti originali nelle cellule umane, danneggiate per vari motivi.

 

Mix tra cromosomi

Il metodo ideato dagli scienziati statunitensi permette di combinare cromosomi di diversi ceppi e di differenti specie di lievito (organismo eucariota usato come modello nella biologia cellulare per approfondimenti e sperimentazioni), andando a modificare le strutture che caratterizzano gli stessi cromosomi e a eliminare più geni allo stesso tempo. Uno degli aspetti più sorprendenti dello studio, secondo i ricercatori, è “il modo in cui la riorganizzazione dei segmenti cromosomici nel lievito può alterarne il tasso di crescita”, che può essere più veloce o più lenta, a seconda delle esigenze, fino al 70% del normale. Ha spiegato il ricercatore capo dello studio, Ian Ehrenreich, Professore di Scienze Biologiche di Usc Dornsife: “Con Creating possiamo riprogrammare geneticamente gli organismi in modi complessi ritenuti impossibili prima d’ora anche con nuovi strumenti come le forbici molecolari”. Nello specifico, il metodo a cui si fa riferimento, noto tecnicamente come CRISPR-Cas9, consente di modificare gli acidi nucleici che costituiscono il genoma di tutti gli organismi viventi. Per la sua scoperta hanno ricevuto il Premio Nobel per la Chimica nel 2020 Emmanuelle Charpentier e Jennifer Doudna. “Ciò potrebbe aprire un mondo di opportunità nel settore della biologia sintetica, migliorando la nostra comprensione fondamentale della vita e aprendo la strada ad applicazioni rivoluzionarie”, ha aggiunto Ehrenreich.

 

La biologia sintetica

La biologia sintetica offre l’opportunità agli scienziati di avere controllo sulle cellule viventi, come lieviti e batteri, e di intervenire su di esse per comprendere meglio i loro meccanismi di funzionamento e utilizzarle con efficacia per produrre molecole e sostanze utili come, per esempio, nuovi farmaci. “Negli ultimi 10 anni si è sviluppata una nuova forma, la genomica sintetica, che prevede la sintesi di interi cromosomi o interi genomi”, ha sottolineato Ehrenreich. La maggior parte delle tecniche disponibili finora, però, “comportano la costruzione di cromosomi o genomi a partire da zero, con pezzi di Dna sintetizzati chimicamente”. Era un lavoro oneroso da tutti i punti di vista, faticoso ed estremamente caro a livello economico, per il quale, in precedenza, non c’erano alternative. “Creating, invece, offre la possibilità di usare pezzi di Dna naturali come base di partenza per assemblare interi cromosomi”, ha dichiarato Alessandro Coradini, ricercatore post-dottorato della società statunitense Agilent, primo autore dello studio.

 

Applicazioni

“Grazie a Creating, dunque, potrebbero essere prodotti con più efficienza farmaci e biocarburanti”, hanno affermato gli scienziati che stanno studiando e migliorando la tecnica. “Potrebbe contribuire a sviluppare terapie cellulari per malattie come il cancro e perfino condurre a metodi di biorisanamento ambientale come la creazione di batteri che si nutrono di sostanze inquinanti”. Addirittura, se il sistema venisse perfezionato, “un giorno potrebbe essere usato per sviluppare microrganismi o piante in grado di germogliare nelle stazioni spaziali o durante i viaggi nello spazio a lunga percorrenza”.