La vita è una meraviglia immensa; la scienza che studia la vita si chiama biologia. Molte volte la biologia si unisce alla tecnologia per dare vita ad affascinanti ed utili invenzioni. In questo caso di parla di biologia sintetica. Appunto la manipolazione delle cellule per poter avere un determinato beneficio. Recentemente alcuni ricercatori hanno inventato delle cellule instancabili da utilizzare in diversi settori.
La creazione delle cellule instancabili
Un recente studio ha mostrato la creazione di alcune cellule praticamente instancabili. La biologia sintetica o ingegneria genetica permette di poter modificare geneticamente una o più cellule andando ad aggiungere un DNA sintetico in esse e permettere ad una cellula di produrre una determinata proteina o una determinata azione.
Sembra un qualcosa di fantascientifico, ma non lo è, infatti la modifica genetica di una cellula è ampiamente utilizzata per le più varie attività. Così facendo si unisce tecnologia e biologia per diverse cose. In pratica immettendo DNA sintetico in una cellula si va a generare un input simile a quello che viene dato ai robot industriali per fare un determinato lavoro.
Ispirandosi proprio ai robot industriali e alla loro instancabilità, alcuni ricercatori dell’istituto italiano di tecnologia (IIT) di Napoli, in collaborazione con l’Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) di Basilea e l’Imperial college di Londra sono riusciti a creare cellule instancabili.
Partendo dall’idea dei robot industriali, i biologi inventori delle cellule instancabili hanno creato cellule che, a differenza di molti altri esseri viventi (ed anche altre cellule frutto di biologia sintetica) non si affaticano (visto che le cellule, a differenza dei robot, si stancano a causa delle varie funzioni vitali, soprattutto se gli viene dato un input o ordine da seguire), causando di conseguenza perdita di qualità. La nuova invenzione invece bypassa la stanchezza e permette una qualità ed una costanza migliore (anche se per produrre una determinata proteina le cellule necessitano di più tempo, ma generano una proteina con più precisione e più efficienza). Non sono cellule immortali, ma comunque sono lavoratori instancabili.
Il funzionamento delle cellule instancabili
L’invenzione delle cellule instancabili può sembrare fantascientifica, ma si basa su un’intuizione davvero semplice ma geniale. In poche parole gli studiosi quando immettono il DNA sintetico in una cellula, insieme alla proteina da produrre, viene “montato” anche un ibitore di quella stessa proteina. Un ibitore è una sostanza che rallenta o annulla una reazione chimica.
Così facendo si crea un equilibrio perfetto nel DNA sintetico tra inibizione (ovvero rallentamento) e produzione di una proteina e questo equilibrio automaticamente rende una cellula più robusta e stabile, oltre anche a farla diventare letteralmente instancabile e capace di produrre proteine o azioni molto più precise e qualitativamente migliori. I processi biochimici diventano un poco più lenti, ma la qualità diventa impareggiabile. I ricercatori si sono ispirati ai circuiti elettrici per generare questa innovativa tecnologia.
Questa tecnica è stata chiamata “incoherent feed-forward loop” ed è stato possibile studiando le proteine GFP (Green Fluorescent Protein). Queste proteine permettono una facile osservazione nei microscopi a fluorescenza; in poche parole sono proteine “fluorescenti”. Tramite queste proteine gli scienziati hanno potuto osservare con precisione massima le reazioni biochimiche durante l’aggiunta degli inibitori nel DNA sintetico.
Sfruttando vari esperimenti, modelli matematici, la citofluorimetria, (una tecnica avanzata di biologia molecolare che tramite un laser riesce a monitorate e ad analizzare fluorescenza e parametri delle cellule) ed anche la real-time PCR, che consente lo studio dei vari livelli di RNA (materiale genetico poco complesso; utilizzato spesso dal DNA per permettere la formazione di proteine utili alle varie cellure e agli interi organismi tramite la sintesi proteica che trasforma i filamenti di RNA in proteine) intracellulari; gli studiosi sono riusciti ad arrivare alle cellule instancabili.
I benefici di questa invenzione
L’invenzione delle cellule instancabili può permettere in futuro di creare macchine biologiche da sfruttare in diverse attività. Tra i più importanti è l’utilizzo in ambito medico di simili organismi viventi. Infatti queste cellule possono essere utilizzate per produrre proteine nel corpo umano da utilizzare per la cura di determinate malattie. Sono utili anche per aiutare il corpo umano in caso di carenze.
In poche parole si possono scavalcare gli effetti collaterali delle medicine e permettere naturalmente la cura di molti disagi alla salute. Proprio per questo motivo la strada delle cellule instancabili è difficile, ma possono fare davvero tanto.
Questa invenzione fa capire come la biologia sintetica può essere utile (come con i famosi Xenobot o la terapia fagica; ovviamente nei giusti limiti, nella giusta etica, nella correttezza e senza inciampare nei rischi degli OGM) in moltissimi settori, oltre anche ad essere utile per il bene di tutti e far capire di più sulla stessa vita.
Fonte immagine: Pixabay
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