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Sintesi o creazione? Le nuove frontiere della biologia sintetica. A colloquio con Giuseppe Novelli e Carlo Alberto Redi

Un mese fa su Nature usciva la notizia del primo organismo semi-sintetico messo a punto da un team di scienziati in California. Un batterio E. coli contenente due basi del Dna inesistenti in natura. Per la prima volta un Dna sintetico veniva inserito in una cellula e si replicava. E adesso? Ne abbiamo parlato con due dei più autorevoli esperti italiani. Ecco cosa ci hanno detto

16 GIU - I ricercatori dello Scripps Research Institute de La Jolla a San Diego, in California, hanno appena messo a punto un organismo semi-sintetico, un batterio di Escherichia coli, il cui DNA contiene anche due ‘nuove’ basi genetiche, sintetizzate in laboratorio e inesistenti in natura. Queste basi, dunque, non appartengono al quartetto noto (Adenina, Timina, Citosina e Guanina): si tratta delle molecole d5SICS e dNaM. Il batterio, inoltre, è stato in grado di replicarsi in maniera più o meno normale (per ulteriori dettagli sulla ricerca vedere l’approfondimento).
Lo studio, guidato dal Professor Floyd E. Romesberg e pubblicato circa un mese fa sulla prestigiosa rivista scientifica Nature (A semi-synthetic organism with an expanded genetic alphabet, doi:10.1038/nature13314), che tra l’altro gli ha dedicato la sua copertina, ha conquistato rapidamente il 'palcoscenico' scientifico e mediatico e sta riaccendendo il dibattito sulla biologia sintetica e sulle sue potenzialità di ricerca.
 
Infatti, la sintesi di questo ‘nuovo’ batterio - capace di replicarsi - non solo rappresenta un risultato significativo dal punto di vista scientifico, ma porta con sé una serie di implicazioni etico-filosofiche, legate alla possibilità di ottenere organismi, anche molto piccoli – come in questo caso, dato che il batterio è delle dimensioni di frazioni di micrometro -, la cui impalcatura genetica, cioè la struttura più intima di ogni essere vivente, contiene elementi sintetizzati in laboratorio.

 
Abbiamo parlato della questione con il Professor Giuseppe Novelli, Ordinario di Genetica Medica presso l’Università degli Studi di Roma Tor Vergata e Rettore della stessa Università, e con il Professor Carlo Alberto Redi, biologo e Ordinario di Zoologia presso l’Università degli Studi di Pavia. Il Professor Redi, inoltre, discuterà di questo argomento, insieme ad altri esperti (il genetista Edoardo Boncinelli, il ricercatore Diego Di Bernardo, il giornalista scientifico Sergio Pistoi, il giurista Amedeo Santosuosso e il giornalista Federico Pedrocchi), durante l’incontro “Quasi artificiale. La vita al tempo della biologia sintetica”, il prossimo 17 giugno alle ore 18 presso il Teatro Studio Melato a Milano; l'incontro è organizzato da Fondazione Sigma-Tau e Fondazione Telethon, con il sostegno non condizionato dell’Università Vita-Salute San Raffaele e Università di Pavia. 
 
Il nostro colloquio parte dall’innovazione del risultato scientifico, per il quale il processo avviene per la prima volta in vivo e non in vitro.
L’importanza è legata al fatto che per la prima volta un DNA sintetico è stato inserito in una cellula dove si è replicato, cioè è stato riconosciuto dal sistema di duplicazione dei viventi e quindi non distrutto”, ha spiegato il Professor Novelli. “Per la prima volta l’uomo ha sintetizzato un nuovo DNA (anche se una quota moto piccola) che è stato accettato da una cellula vivente. Questo DNA non è stato isolato da un altro vivente, smontato e rimesso, ma costruito in laboratorio con l’aggiunta di basi azotate (gli elementi elementari del DNA) non presenti in natura”.
 
Nella storia della biologia sintetica, il primo passo fu compiuto da J. Craig Venter, “che per primo riuscì a ricostruire una cellula vivente di lievito con pezzi di DNA assemblati in laboratorio aggiungendo pezzo dopo pezzo come un lego”, prosegue Novelli. “Questa tecnologia è di grande interesse perché  l’uomo non solo manipola, modifica, taglia e cuce il DNA ma ne riproduce uno ‘nuovo’ attraverso la sintesi chimica e non biologica, modificando anche il codice della vita che conosciamo da qualche miliardo di anni”.
“L’organismo di Craig Venter è in grado di digerire gli idrocarburi pesanti utile per liberare le maree nere”, aggiunge Carlo Alberto Redi.
 
Ma oggi la biologia sintetica subisce una continua evoluzione. “Grazie ad una serie di avanzamenti delle conoscenze scientifiche, dall’ingegneria genetica alla nanotecnologia, la biologia sintetica, e più in generale le scienze della vita, sono in grado non solo di descrivere il vivente, che è quello di cui da sempre si occupa la biologia quale disciplina storica dell’ontogenesi degli individui, ma anche di sintetizzarlo”, ha spiegato il Professor Redi. “È bene sottolineare che si tratta di un processo di sintesi e non di creazione. In pratica, la ricerca in questo settore è in grado di sintetizzare nuovi organismi, impiegando quello che già è il vivente: un po’ come con il lego, come se si costruisse un palazzo i cui mattoncini sono rappresentati da ciò che è vivente e già esiste in natura. Nessuno sta creando la vita, si sta replicando quello che è in natura”. Un concetto cruciale, secondo il Professor Redi, che è alla base di tutte le considerazioni successive. “Sulla base di questo, giuristi, filosofi e studiosi di etica, in maniera corretta potranno dirci quali regole adottare per i brevetti, quale atteggiamento assumere rispetto alla definizione di umano e ‘post-umano’”, prosegue Redi.
Anche il Professor Novelli sottolinea il concetto per il quale “non si tratta di creare la vita perché essa, come diceva Dulbecco, è una cosa troppo difficile da creare in laboratorio, ma questo risultato fa capire che la vita è DNA e senza DNA non ha senso”, spiega Novelli. “Questa idea rimarca come l’evoluzionismo sia alla base di tutta la biologia e non sia in discussione, chi lo mette in discussione non conosce la biologia”.
 
Rispetto ai prossimi passi della ricerca scientifica, gli autori della ricerca riferiscono che tali passi potranno riguardare lo studio per dimostrare la trascrizione di questo nuovo alfabeto del DNA nell’RNA e la possibilità di codificare nuove proteine; un’altra applicazione riguarda poi nanomateriali con particolari proprietà.
Ma a cosa potrebbe portare questa ricostruzione dell’impalcatura del vivente? “Ricomponendo questi mattoncini in un modo nuovo, adatto a rispondere alle esigenze attuali, si potrebbero ottenere nuovi organismi, potenzialmente in grado di digerire la plastica, o metabolizzare particolari sostanze oppure di produrne di nuove, come ad esempio possibili farmaci. Insomma l’idea di base è quella di poter riorganizzare le proprietà del vivente per rispondere a esigenze nuove che attualmente il pianeta presenta”, spiega Redi.
 
“Tutte le grandi scoperte dell’uomo sembrano all’inizio senza applicazione, ma poi diventano fondamentali per la nostra vita. La decodificazione del DNA nel 2000 sembrava una cosa inutile e costosa, oggi su di esso si basa la medicina personalizzata e la medicina di precisione, cioè la medicina di domani, anzi di oggi!”, conclude Novelli. “Non è possibile prevedere tutte le applicazioni, ma certamente questo risultato aprirà ulteriormente la mente dell’uomo all’innovazione e alla scoperta, che rappresentano gli ingredienti essenziali della vita”.
 
Viola Rita

16 giugno 2014
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