Su Nature studio su geni sintetici capaci di replicare attività cellule di costruzione di tessuti e strutture

Un team di ricercatori dell’Università di Roma Tor Vergata insieme a un team dell’Università della California, Los Angeles, ha recentemente pubblicato su Nature Communications uno studio finalizzato a ricreare in laboratorio l’affascinante processo con cui le cellule formano o smantellano strutture molecolari in momenti precisi. La possibilità di imitare questo processo, progettando strutture su scala nanometrica, apre la strada a un’ampia gamma di applicazioni, dalla biomedicina alla diagnostica.

“Abbiamo pensato all’idea di ricreare in laboratorio reti di geni che, in base al momento della loro attivazione, possono formare o disassemblare materiali sintetici – commenta Francesco Ricci, ordinario all’Università di Roma Tor Vergata -. Abbiamo scelto di utilizzare dei ‘mattoncini’ di DNA sintetico che, una volta mescolati in soluzione, interagiscono e formano strutture tubolari solo in presenza di una specifica sequenza di RNA. Un’altra sequenza di RNA, invece, può innescare il disassemblaggio di queste stesse strutture. “Abbiamo quindi progettato dei geni sintetici per produrre queste sequenze di RNA in momenti precisi, così da controllare esattamente quando le strutture si formano o si distruggono”.

“Siamo riusciti a creare una rete di geni artificiale – spiega Elisa Franco, ordinario a UCLA – che può controllare non solo la formazione o distruzione delle strutture, ma anche la loro composizione in momenti precisi. Ogni mattoncino è progettato per cambiare colore in base all’attivazione temporale dei diversi geni. In questo modo possiamo monitorare visivamente l’attivazione genica e osservare come queste strutture si evolvono nel tempo, riflettendo lo stato funzionale del sistema”.

“Il nostro approccio non si limita a strutture di DNA – conclude Daniela Sorrentino, prima autrice dello studio e che ha trascorso gli ultimi mesi del suo dottorato nel laboratorio di Elisa Franco ad UCLA – ma può essere esteso ad altri materiali e sistemi. Coordinando i segnali biochimici, possiamo assegnare funzioni diverse agli stessi componenti, creando materiali che evolvono spontaneamente nel tempo. Questo apre nuove strade alla biologia sintetica e a possibili applicazioni in medicina e biotecnologia”.