UN PASSO ENORME CHE DIMOSTRA COME L’UOMO NON SOLO SIA RIUSCITO A COMPRENDERE IL “CODICE” DELLA VITA, MA…
Articolo di “El Pais”, dalla rassegna stampa estera di “Epr comunicazione”
ESCHERICHIA COLI
Scienziati britannici dimostrano che è possibile riscrivere il genoma di un batterio per produrre proteine che non esistono in natura e renderlo geneticamente immune alle infezioni – scrive El Pais.
Un gruppo di scienziati del Regno Unito ha creato la prima forma di vita resistente a quasi tutti i virus. Si tratta di un batterio Escherichia coli il cui genoma è stato letteralmente riscritto per includere fino a 18.000 cambiamenti inesistenti finora in natura. L'opera è la dimostrazione che l'umanità è riuscita non solo a capire il codice della vita ma a correggerlo così profondamente da poter creare vita sintetica capace di fare cose che nessun altro essere vivente può raggiungere.
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La natura permette all'uomo di muoversi, di leggere, di respirare, di pensare. Permette ai virus di scatenare un circolo vizioso di replicazione capace di produrre una terribile pandemia come quella attuale. E anche per i microbi, per generare modi in grado di bloccare un'infezione virale. Una delle maggiori barriere alla libera creazione di forme di vita artificiale era che fino ad ora non era possibile introdurre cambiamenti sostanziali nelle proteine "naturali". Queste molecole sono essenziali per qualsiasi funzione vitale.
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Ma il team di Jason Chin del Medical Research Council del Regno Unito ha voluto dimostrare che il codice genetico di un essere vivente può essere trasformato così profondamente da dare origine a una nuova specie invulnerabile a qualsiasi virus. Per capire l'importanza del suo risultato dobbiamo ricordare che tutte le forme di vita su questo pianeta dipendono da 20 blocchi di base da cui sono costruite le proteine: gli aminoacidi. Il genoma di una persona ha 3.055 milioni di lettere, come si è saputo martedì, ma tra tutte ci sono 64 frammenti molto più brevi ma essenziali: i codoni, che contengono le istruzioni per sintetizzare i 20 amminoacidi conosciuti.
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In uno studio pubblicato oggi su Science, il team di Chin dimostra come riscrivere le sequenze di questi codoni in modo che abbiano due funzioni sorprendenti. Il primo è che sono in grado di fare nuovi aminoacidi artificiali che non esistevano in natura fino ad ora. Il secondo è che le modifiche apportate al genoma dei microbi agiscono come un "firewall" contro la maggior parte dei virus batterici -fagi-, poiché disabilita il funzionamento di diversi codoni di cui i virus hanno bisogno per dirottare il macchinario cellulare e iniziare a fare copie di se stessi, annientando il loro ospite. È lo stesso processo che il coronavirus usa per infettare le persone: facendole ammalare e persino causandone la morte.
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Il potenziale di questa scoperta per creare nuovi farmaci e biomateriali è notevole, come evidenziato dagli autori dello studio. L'E. coli è una vera e propria fabbrica biologica da cui noi umani dipendiamo per produrre farmaci e fermentare gli alimenti. Varianti modificate di questi e altri microbi sono utilizzati nella produzione di più di 600 farmaci, tra cui l'insulina per i diabetici e i farmaci anticoagulanti che prevengono i trombi. Tra molte altre varianti progettate c'è un E. coli essenziale per fare i nuovi vaccini a RNA messaggero contro il nuovo coronavirus. Un'invasione di fagi (virus che attaccano i batteri) in una fabbrica con E. coli può costare milioni di euro.
Gli scienziati britannici avevano già dimostrato un paio di anni fa come creare un microbo il cui genoma era completamente artificiale. Inoltre il loro metodo per riscrivere i genomi ed espanderli a piacere funziona anche nelle cellule animali, il che rende addirittura possibile la creazione di organismi con genomi artificiali, tra cui mosche e vermi.
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Ora hanno usato una tecnica per introdurre cambiamenti su larga scala nella sequenza genetica dei batteri. Il sistema utilizza la tecnica di gene-editing CRISPR-Cas9 come forbici per tagliare grandi frammenti del genoma originale. Poi le sostituisce con altre sequenze artificiali precedentemente progettate in un computer. I risultati sono sorprendenti: gli scienziati spruzzano un gruppo di batteri artificiali con un cocktail di virus che spazzerebbe via qualsiasi E. coli naturale. I batteri artificiali tengono duro e crescono più velocemente. Il lavoro mostra un fatto inquietante: gli scienziati non hanno ampliato il genoma originale del microbo, ma lo hanno accorciato, cioè hanno migliorato il codice genetico originale di un essere vivente che era il prodotto di milioni di anni di evoluzione naturale.
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Juli Peretó, esperto di biologia sintetica all'Università di Valencia, sottolinea che le modifiche apportate "trasformano la cellula in un luogo incomprensibile per un visitatore esterno, come un virus". "L'agente patogeno si troverà in una cellula con un codice genetico alterato e, quindi, non sarà in grado di esprimersi e produrre le proprie proteine". "Nella biologia sintetica, stiamo gradualmente superando lo stadio del plagio del genoma, rappresentato dai genomi artificiali del Venter Institute, che risintetizzano, semplificano o riorganizzano i genomi naturali, e stiamo iniziando ad avere genomi che contengono istruzioni completamente nuove", aggiunge.
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Includere un gran numero di nuovi aminoacidi al catalogo esistente permetterà "innumerevoli applicazioni", dicono Delilah Jewel e Abhishek Chatterjee, chimici del Boston College (USA) in un commento al documento pubblicato oggi. Questo include "biopolimeri" che non esistono in natura che "possono avere profonde implicazioni in molte discipline, tra cui la medicina e la scienza dei materiali", dicono. Fonte: qui
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