Craig Venter sviluppa la cellula minima

Craig Venter l’ha rifatto. Dopo aver battuto sul tempo il consorzio pubblico dello Human Genome Project, arrivando, primo al mondo, a sequenziare il genoma della specie umana, e aver realizzato la prima cellula artificiale controllata da un genoma sintetico ha raggiunto un altro dei suoi traguardi: ha sviluppato un genoma batterico minimo, ovvero contenente solo i geni necessari per la vita. Quanti? 473, per almeno un terzo dei quali, curiosamente, la funzione specifica rimane poco chiara.

Il racconto della scoperta arriva sulle pagine di Science e per capire perché sia un passo avanti nello studio delle basi della vita è necessario ripercorrere brevemente quanto fatto nel 2010 da Venter e colleghi con la cellula guidata da genoma sintetico.

Allora, con la loro Syn 1.0, i ricercatori avevano sintetizzato in laboratorio il genoma del Mycoplasma mycoides e lo avevano quindi introdotto all’interno del micoplasma M. capricolum, privato del proprio materiale genetico.

L’organismo sintetico risultante, in grado di replicarsi, fornì la prova che i genomi potessero essere disegnati al computer, assemblati in laboratorio e poi trapiantati in una cellula ricevente per produrre qualcosa di completamente nuovo, guidato dal genoma sintetico.

Da allora, il team di Venter ha lavorato per capire come andare oltre, andando per certi versi indietro: ovvero gli scienziati volevano capire come riuscire a sintetizzare una cellula minima,contenente cioè solo i geni strettamente necessari alla vita. Percorrendo una via soprattutto: togliendo geni alla forma di vitaSyn 1.0, che di geni ne aveva 901. O meglio: dividendo il genoma iniziale in diversi segmenti e testando o meno la vitalità di questi pezzi di dna (maneggiati in laboratorio per distruggere i geni contenuti e testarne la necessità). Ma come provare la vitalità di questo materiale genetico? Inserendo i genomi corrispondenti nelM. capricolum, per vedere se davano o meno origine a cellule vitali. Ovvero se bastavano.

Procedendo in questo modo, Venter e colleghi hanno testato centinaia di costrutti, procedendo nella logica della miniaturizzazione, per arrivare poi al prodotto finale, Syn 3.0, il microbo sintetico con 473 geni: il genoma più piccolo di qualsiasi cellula capace di autoreplicarsi che si trovi in natura. Geni quali quelli coinvolti nella lettura e nell’espressione delle informazioni genetiche, ma non quelli per esempio delle lipoproteine o degli enzimi di restrizione. Durante il processo, i ricercatori hanno identificato alcuni geni presenti in coppie interscambiabili in quanto a necessità, e ne hanno identificati altri necessari per una crescita sostenuta ma non per sopravvivere. Per completare il quadro va detto che tra Syn 1.0 e Syn 3.0 si trova Syn 2.0 che, come ricorda l’articolo che su Science accompagna l’annuncio, è stato un organismo sintetico intermedio, con un genoma più piccolo di quello di M. genitalium, che di geni ne ha 525, ma non così piccolo.

Non contenti, Venter e colleghi hanno anche riorganizzato i geni essenziali, allineando tra loro quelli che partecipavano a processi comuni: una facilitazione per chi vorrà cimentarsi in futuro con lo studio di Syn 3.0. Che prima di tutto rappresenta il modo per capire come funziona la vita, nelle sue forme più essenziali e per capire come disegnare genomi.

Via: Wired.it