Creare cromosomi sintetici in modo semplice ed economico. Una tecnica innovativa ideata dai ricercatori del Dornsife College of Letters, Arts and Science della University of Southern California (Usc) promette di "rivoluzionare il campo della biologia sintetica". La metodica, battezzata Creating e descritta su 'Nature Communications', secondo i suoi inventori "potrà imprimere un'accelerazione significativa all'ingegneria genetica, consentendo un'ampia gamma di progressi nella medicina, nella biotecnologia, nella produzione di biocarburanti e persino nell'esplorazione dello spazio".
Creating clona e riassembla segmenti del Dna naturale del lievito, permettendo agli scienziati di creare cromosomi sintetici in grado di sostituire le controparti originali nelle cellule. La tecnica consente di combinare cromosomi di diversi ceppi e specie di lievito, di modificare le strutture cromosomiche e di eliminare più geni contemporaneamente. "Con Creating - spiega il ricercatore capo Ian Ehrenreich, professore di scienze biologiche di Usc Dornsife - possiamo riprogrammare geneticamente gli organismi in modi complessi ritenuti impossibili prima d'ora anche con nuovi strumenti come" le forbici molecolari "Crispr. Questo apre un mondo di opportunità nella biologia sintetica, migliorando la nostra comprensione fondamentale della vita e aprendo la strada ad applicazioni rivoluzionarie".
La biologia sintetica permette agli scienziati di assumere il controllo di cellule viventi come lieviti e batteri per capire meglio come funzionano e spingerli a produrre composti utili, ad esempio nuovi farmaci. "Negli ultimi 10 anni - sottolinea Ehrenreich - si è sviluppata una nuova forma di biologia sintetica, la genomica sintetica, che prevede la sintesi di interi cromosomi o interi genomi". La maggior parte delle tecniche disponibili finora, però, "comportano la costruzione di cromosomi o genomi da zero, con pezzi di Dna sintetizzati chimicamente. Un sacco di lavoro, estremamente costoso", per il quale non c'erano alternative. Ora invece "Creating offre la possibilità di usare pezzi di Dna naturali come base di partenza per assemblare interi cromosomi", afferma Alessandro Coradini, ricercatore post-dottorato della società statunitense Agilent, primo autore dello studio.
La nuova metodica, in altre parole, "rende facile il difficile". Con un impatto particolarmente importante in biotecnologia e medicina. "Creating potrebbe portare e a una produzione più efficiente di prodotti farmaceutici e biocarburanti, contribuire allo sviluppo di terapie cellulari per malattie come il cancro, aprire la strada a metodi di biorisanamento ambientale come la creazione di batteri che 'mangiano' sostanze inquinanti", elencano gli scienziati. La tecnica potrebbe anche "aiutare gli esseri umani a vivere per lunghi periodi nello spazio o in altri ambienti difficili". Addirittura, lavorandoci parecchio, "un giorno potrebbe essere usata per sviluppare microrganismi o piante in grado di prosperare nelle stazioni spaziali o durante viaggi spaziali a lunga percorrenza".
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 arrivare a essere "fino al 68% più veloce o più lenta". Questa scoperta, in definitiva, evidenzia "il profondo impatto che la struttura genetica può avere sulla funzione biologica e apre nuovi percorsi di ricerca per esplorare ulteriormente queste relazioni".
Oltre a Ehrenreich e Coradini, hanno contribuito allo studio Christopher Ne Ville, Zachary Krieger, Joshua Roemer, Cara Hull, Shawn Yang e Daniel Lusk, tutti di Usc Dornsife. Il progetto è stato finanziato dalla National Science Foundation americana, dai National Institutes of Health statunitensi e da una borsa di studio post-dottorato di Agilent.
