Caulobactercrescentus
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Il Politecnico di Zurigo ci sorprende con la scrittura del DNA di un nuovo batterio

A Zurigo, nello specifico al politecnico di Zurigo, il luogo dove è stato scritto il genoma di un nuovo batterio. L’esperimento è stato pubblicato su Pnas. Un passo avanti verso la vita artificiale.

Il nuovo batterio

Grazie ai ricercatori del Politecnico di Zurigo e ad un innovativo software è nato un nuovo microorganismo. Il suo nome è Caulobacter ethensis 2.0, il batterio nato con specifiche caratteristiche, scelte dai ricercatori stessi.

I circuiti in silicio utilizzati per la “scrittura” dell’organismo hanno generato delle sequenze grazie ai 4 nucleotidi (A,T,G,C) essenziali per la generazione delle proteine e quindi della vita. Gli scienziati, invece di replicare sinteticamente il codice genetico di un batterio esistente, o di limitarsi semplicemente a snellirlo, hanno deciso di modificarlo radicalmente con l’aiuto di un algoritmo computerizzato, pensato per semplificare drasticamente la produzione del nuovo genoma artificiale. Il corredo genetico di partenza è quello del Caulobacter crescentus, un batterio che vive nei laghi e nelle fonti. Dagli iniziali 4 mila geni, grazie ad enzimi di restrizione, in grado di tagliare il DNA in specifici punti, sono stati rimossi i geni ritenuti “superficiali” ottenendo alla fine i migliori 680. Questi 680 elementi genetici rappresenteranno il materiale di partenza del DNA del nuovo microrganismo. Durante il processo è stata essenziale l’aiuto di un algoritmo computerizzato che ha permesso di individuare i geni essenziali per la sopravvivenza del batterio e quelli da eliminare. L’algoritmo, però, non è ancora perfetto. Infatti, solo 580 su 680, inseriti in un batterio naturale, hanno passato il test.

I risultati dell’ambiziosa ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Pnas.

Un progetto che porterà a grandi innovazioni

Perché sfidare la natura e tentare di creare vita nuova? Le possibili applicazioni sono illimitate. Dalla produzione di farmaci e sostanze chimiche fino alla possibilità di ripulire l’ambiente. Non a caso, di recente gli aromi dell’Hibiscus delle Hawaii, un fiore estinto, sono stati ricreati partendo delle lettere del suo genoma.
Ridurre a un sesto il DNA del Caulobacter crescentus vuol dire dare una spinta all’evoluzione. “Nei genomi di tutti gli organismi si trovano sequenze ripetute e ridondanti. Può trattarsi di resti di antichi virus o di residui ancestrali che oggi non servono più. Ma non sempre possiamo parlare di sbrodolature. Spesso infatti non sappiamo quale sia la funzione delle ripetizioni. Un tempo si parlava di “Junk Dna” o Dna spazzatura; oggi sappiamo che quel DNA all’apparenza inutile, di scarto, in realtà è fondamentale in quanto sequenze che svolgono la funzione di promotori” spiega Gerry Melino, che dirige il dipartimento di Medicina sperimentale all’Università Tor Vergata di Roma.

Il passato ed il futuro

Questo non è il primo tentativo di creare nuove forme di vita. Già nel 2010, il genetista americano Craig Venter generò “Synthia”, il primo batterio artificiale. Il metodo utilizzato non si discosta di molto da quello utilizzato dall’equipe di Zurigo. Per generare Synthia ci vollero circa vent’anni di lavoro e 40 milioni di dollari. Oggi in Svizzera il risultato è stato ottenuto in un anno e 100mila euro di spesa.

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Nata a Napoli nel 1993, Federica Amodio è laureata magistrale in Scienze e Tecnologie Genetiche presso il centro di ricerche genetiche BIOGEM 110 con lode. La sua tesi di laurea, verte sui meccanismi di regolazione del gene Zscan4 da parte dell’acido retinoico nelle cellule staminali embrionali murine. L’espressione di questi geni regolano le prime fasi per lo sviluppo degli embrioni. Per lungo tempo ha collaborato con il centro per una pubblicazione scientifica inerente al suo progetto di tesi.