La biologia sintetica segna un punto di svolta nel campo dell’ingegneria genetica grazie alla capacità di ripristinare le funzioni vitali di cellule batteriche precedentemente rese inerti. Un recente studio condotto dai ricercatori del J. Craig Venter Institute (JCVI) a La Jolla, in California, e pubblicato sulla rivista Nature ha dimostrato la possibilità di sostituire il DNA compromesso di una cellula con il genoma funzionante di un’altra specie, dando origine a organismi che gli studiosi hanno ribattezzato in via informale “zombie cells”. La tecnica, descritta in un preprint su bioRxiv, non ha solo un valore speculativo ma rappresenta un passo concreto verso la creazione di microrganismi personalizzati per scopi industriali e medici.
Il processo si basa sull’inattivazione del genoma della cellula ricevente, solitamente Mycoplasma capricolum, tramite l’utilizzo della mitomicina C, un farmaco che danneggia il DNA impedendo la replicazione cellulare. Questo passaggio è cruciale per eliminare il rischio di “falsi positivi”, ovvero cellule che sopravvivono incorporando solo frammenti del nuovo DNA tramite ricombinazione omologa invece dell’intero genoma. Una volta che la cellula è funzionalmente morta, viene inserito il genoma sintetico di Mycoplasma mycoides. Come spiegato da Zumra Peksaglam Seidel, biologa sintetica presso il JCVI, “La cellula è destinata a morire, ma noi le diamo la vita». Il risultato è una frazione di cellule che torna a replicarsi seguendo esclusivamente le istruzioni del nuovo codice genetico.
Questa metodologia supera i limiti osservati negli ultimi 15 anni, durante i quali i trapianti genomici erano limitati a specie strettamente correlate all’interno della stessa classe batterica. L’obiettivo a lungo termine è estendere questa pratica a organismi più comuni in laboratorio, come l’Escherichia coli. Olivier Borkowski, ricercatore dell’INRAE, ha dichiarato: “Questo lavoro rappresenta un significativo passo avanti per l’ingegneria del genoma nella biologia sintetica. Se la tecnica diventasse di routine, permetterebbe di testare genomi interamente progettati al computer per trasformare i batteri in bio-fabbriche capaci di produrre carburanti sostenibili o molecole farmaceutiche complesse con un’efficienza senza precedenti.”
Crediti immagine di cover: Thomas Deerinck, NCMIR/SPL