La vita raddoppia l’alfabeto: il DNA a 8 lettere abbatte il monopolio della natura e apre una nuova era industriale

Per quasi quattro miliardi di anni, ogni singola forma di vita apparsa sulla Terra si è accontentata di sole quattro lettere chimiche per scrivere il proprio destino biologico. Un monopolio ferreo, mai scalfito dall’evoluzione, che oggi crolla all’improvviso nei laboratori della University of California San Diego.

I ricercatori hanno dimostrato che il motore cellulare fondamentale della trascrizione genica può leggere e copiare perfettamente un codice a otto lettere. Non si tratta di una curiosità da provetta: è la rottura del codice sorgente naturale, con conseguenze industriali ed economiche enormi.

Che cosa è successo: il raddoppio del codice genetico

Nel DNA naturale troviamo quattro basi azotate: Adenina (A), Timina (T), Citosina (C) e Guanina (G). L’alfabeto genetico funziona combinando queste lettere a coppie fisse: A si lega con T, C si lega con G. Tutto il vivente, dal batterio intestinale al banchiere centrale, funziona grazie a questa sequenza.

Gli scienziati hanno introdotto due nuove coppie sintetiche, chiamate convenzionalmente P, Z, B e S, creando il cosiddetto sistema genetico “Hachimoji” (dal giapponese “otto lettere”).

L’interrogativo cruciale era semplice: la cellula rigetterà questo corpo estraneo mandando in tilt i suoi ingranaggi molecolari? La risposta è stata un netto no.

Che cosa accade all’RNA: il copiatore non si inceppa

Nel nostro organismo, il DNA funge da archivio centrale custodito nel nucleo. Per utilizzare le informazioni, la cellula impiega un enzima specializzato, la RNA polimerasi, che ha il compito di leggere il DNA e stampare una copia di lavoro temporanea: l’RNA.

Come il DNA viene copiato dal RNA polimerasi in una copia temporanea RNA

L’esperimento di San Diego ha messo la RNA polimerasi del batterio Escherichia coli davanti al DNA a otto lettere. Utilizzando microscopi crioelettronici capaci di distinguere i singoli atomi, i ricercatori hanno osservato una scena sorprendente:

• L’enzima riconosce le basi sintetiche senza confondersi.
• La macchina molecolare si chiude a scatto sui nuovi blocchi esattamente come fa con le lettere naturali.
• L’RNA prodotto incorpora fedelmente le lettere sintetiche corrispondenti, proseguendo la lettura senza pause o inceppamenti.

La natura, con una punta di ironia biochimica, si è rivelata molto più flessibile di quanto i manuali di biologia dessero per scontato. Ha copiato un messaggio anche prodotto sinteticamente. Questo apre la strada a

Perché è una svolta cruciale

Raddoppiare l’alfabeto significa moltiplicare in modo esponenziale la capacità di immagazzinare dati e generare molecole funzionali. Con quattro lettere, le combinazioni possibili per comporre parole biologiche sono limitate; con otto, il vocabolario diventa immenso.

La prima ricaduta pratica riguarda gli aptameri di RNA, ovvero brevi filamenti sintetici capaci di legarsi a specifici bersagli come se fossero anticorpi ad altissima precisione. Nelle prime sperimentazioni, molecole a sei lettere sono già state addestrate a riconoscere e colpire selettivamente le cellule tumorali del fegato, risparmiando i tessuti sani. Si apre la strada a una famiglia enorme di nuove medicine, completamente nuove.

Un secondo filone conduce alla progettazione di proteine sintetiche mai viste in natura, capaci di compiere reazioni chimiche industriali oggi impossibili o estremamente inquinanti. La biologia e la genetica si aprono, forse, verso una nuova epoca, totalmente inesplorata

Rimani aggiornato seguendoci su Google News!

SEGUICI