Aggiungendo al DNA una nuova coppia artificiale di basi, X e Y, alle due coppie naturali A-T e G-C, i ricercatori hanno ampliato a 172 i possibili amminoacidi sintetizzabili dagli organismi (immagine: modificata da Synthorx)
I biologi sintetici dello Scripps Research Institute di San Diego hanno faticato non poco a raggiungere questo storico traguardo, annunciato sulla rivista Nature. Dal 1990 infatti hanno cercato di modificare il codice genetico inserendo nucleotidi alternativi. Nel 2008 sono finalmente riusciti a indurre le proteine che duplicano il DNA (chiamate DNA polimerasi) a copiare i filamenti così modificati e l’anno successivo perfino a trascriverli in RNA, ma finora solo in vitro e mai in una cellula viva.
Il nuovo superbatterio semisintetico, ottenuto da Escherichia coli, è invece capace di incorporare e replicare il DNA alterato. I ricercatori vi hanno inserito un gene identificato in microalghe che codifica per una proteina in grado di agganciare le basi nucleotidiche presintetizzate X e Y nel mezzo di coltura e di trascinarle dentro la cellula.
(Clicca per ingrandire) La tecnica utilizzata dai ricercatori dello Scripps Research Institute per espandere l'alfabeto genetico (Immagine: Synthorx)
I nuovi nucleotidi, ospitati all’interno di plasmidi (piccoli anelli di DNA), hanno superato il controllo di particolari molecole che riparano gli errori del DNA e sono stati normalmente copiati dalle cellule in divisione senza ostacolarne la crescita. I batteri semisintetici sono quindi il primo organismo in grado di ospitare stabilmente e di replicare un codice genetico espanso.
Sebbene oggi esistano già batteri ingegnerizzati in grado di produrre farmaci (come l’insulina umana) o molecole che non esistono in natura, il nuovo alfabeto potrebbe essere sfruttato in futuro per numerose applicazioni. Tra queste, la sintesi di proteine con una vasta gamma di nuove funzioni chimiche, utili per la produzione di farmaci e nanomateriali innovativi.
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