Come molti sanno dal film GATTACA, tutto il DNA è composto da nucleotidi contenenti una delle quattro basi: A, C, G e T. Queste lettere sono il "progetto" per la vita che si è evoluta nel corso di miliardi di anni, accoppiandosi per creare La caratteristica struttura a doppia elica del DNA. Ma come riferisce Sarah Kaplan per il Washington Post, i ricercatori hanno aggiunto due nuove lettere al breve alfabeto del DNA, creando batteri in grado di sintetizzare aminoacidi non normalmente prodotti dagli organismi viventi.
Secondo l'Associated Press, nel 2014 i ricercatori come The Scripps Research Institute di La Jolla, in California, sono stati in grado di aggiungere due nuove basi, chiamate X e Y, al DNA di un ceppo di laboratorio di batteri E. coli. Come riporta Kaplan, quei batteri erano instabili, perdendo le loro X e Y dopo pochi giorni.
All'inizio di quest'anno, il team è stato finalmente in grado di creare una forma stabile di quei batteri modificati, ma la versione aggiornata non poteva ancora usare le sue basi sintetiche, riferisce Ewen Callaway di Nature . Nell'ultimo esperimento, tuttavia, gli E. coli sono stati effettivamente in grado di utilizzare il loro alfabeto espanso per creare aminoacidi innaturali, che si sono combinati con altri per produrre proteine verdi brillanti. La ricerca appare sulla rivista Nature .
Secondo l'AP, è ancora agli inizi, ma l'obiettivo di questo tipo di programmazione del DNA artificiale è quello di creare organismi in grado di produrre composti che possono avere una vasta gamma di scopi, tra cui farmaci di design o biocarburanti. Forse i ricercatori potrebbero persino creare organismi in grado di attaccare le cellule tumorali o aspirare fuoriuscite di petrolio.
Come riporta Callaway, le quattro basi di DNA presenti in natura possono combinare in 64 diversi abbinamenti di tre lettere, noti anche come codoni, la ricetta per un amminoacido. Ma poiché diversi codoni diversi creano lo stesso amminoacido, solo 20 amminoacidi formano la base per quasi tutte le proteine in natura. L'aggiunta della coppia di basi XY al sistema potrebbe aggiungere altre 100 aminoacidi al mix.
“È roba da onda frontale; questo è il vantaggio della scienza ”, ha dichiarato Kaplan al biochimico dell'Università di Texas Andrew Ellington, non coinvolto nella ricerca. "Stiamo imparando meglio come progettare i sistemi viventi".
Il team di Scripps non è l'unico gruppo che lavora sul DNA sintetico. Callaway riferisce che gli scienziati hanno modificato le basi del DNA dal 1989 e che i ricercatori dell'Istituto di bioingegneria e nanotecnologia di Singapore hanno creato un sistema simile nelle provette, non nelle cellule viventi.
Non tutti sono convinti che il team abbia compiuto una svolta. Steve Benner, biochimico della Foundation for Applied Molecular Evolution, dice a Kaplan che pensa che il DNA naturale di E. coli stia producendo gli aminoacidi nonostante abbia il DNA alieno nel mix. Ma Floyd Romesberg, capo del laboratorio di ricerca di Scripps, dove si sta svolgendo il lavoro, ribatte che la proteina verde brillante è la prova che l'E. Coli sta usando le basi X e Y per produrre un amminoacido innaturale. Callaway sottolinea che altri critici pensano che il modo in cui le basi X e Y si attaccano insieme - un metodo simile al modo in cui i grassi si aggregano - non è abbastanza stabile per questo tipo di sistema per diventare più complesso.
Anche se questo particolare metodo non porta alla rivoluzione dei farmaci di design, l'esperimento solleva la possibilità che potrebbero esserci forme di vita alternative basate su un sistema simile ma diverso simile al DNA. "Suggerisce che se la vita si fosse evoluta altrove, avrebbe potuto farlo usando molecole molto diverse o forze diverse", ha detto Romesberg ad Antonio Regalado al MIT Technology Review. "La vita come la conosciamo potrebbe non essere l'unica soluzione e potrebbe non essere la migliore."
