Costruiti dall’uomo i primi 6 cromosomi

E’ a un passo la costruzione del primo genoma sintetico, progettato e costruito dall’uomo in base a un modello esistente in natura e con ‘ingredienti’ naturali assemblati con uno speciale software. Nove articoli pubblicati su Science annunciano la costruzione di altri cinque cromosomi sintetici del lievito del pane (Saccharomyces cerevisiae), che si aggiungono a quello ottenuto nel 2014 e che costituiscono oltre un terzo dei 16 cromosomi del Dna del lievito.

Dei nove articoli pubblicati su Science, sette si devono al progetto internazionale Genoma Sintetico del Lievito, indicato con la sigla Sc2.0, lo stesso che aveva ottenuto il primo cromosoma. Il lievito del pane conferma così la sua tradizione di apripista nella storia della genetica, considerando che nel 1996 è stato il primo organismo con le cellule dotate di nucleo (eucariota) di cui è stata ottenuta la mappa del Dna.

Ora il progetto intende costruire la versione sintetica degli altri 10 cromosomi del lievito e ottenere così il primo genoma sintetico mai realizzato. Sarà un altro traguardo importante nella strada aperta nel 2010 dalla prima cellula sintetica ottenuta dall’americano Craig Venter. Avere un lievito sintetico apre a molte possibili applicazioni, considerando che già oggi questo organismo è utilizzato per produrre birra e biocarburanti. In futuro i suoi cromosomi sintetici potranno essere modificati per avere biocarburanti più amici dell’ambiente e nuovi antibiotici.



Boncinelli, possibile inventare organismi


Essere vicini al primo genoma sintetico è un risultato “incredibile”, che in prospettiva permette di “inventare organismi completamente nuovi”: è il commento del genetista Edoardo Boncinelli . “Dal punto di vista della conoscenza questo risultato non aggiunge molto”, ma è “tecnicamente stupefacente”. Quando il genoma del lievito sarà completato, ha detto ancora, la ricerca avrà a disposizione un organismo che ha molto in comune con l’uomo: “tra il lievito e noi esseri umani – ha rilevato Boncinelli – c’è un’incredibile comunanza, anche se le dimensioni sono molto diverse”. Possiamo dire, ha aggiunto, che “siamo alla vigilia di poter fare tutto quello che vogliamo”, vale a dire che la biologia sintetica permetterà di conoscere e modificare tutti i geni, non solo quelli finora noti, che sono il 5%-6% del genoma.

Mansy, un risultato fantastico


E’ un “risultato fantastico” anche per Sheref Mansy, del Centro di biologia integrata (Cibio) dell’Università di Trento. Avere a disposizione un genoma sintetico “è una bellissima opportunità per studiare a fondo la funzione dei geni”, costituisce anche “un avanzamento importante dal punto di vista tecnologico” e apre la strada alla possibilità di modificare organismi sintetici per produrre molecole utili all’uomo.

Gustincich, un mezzo eccezionale per capire il  Dna


Con l’avvicinarsi del primo genoma sintetico diventa più realistica anche la possibilità di avere a disposizione un mezzo eccezionale per studiare il Dna, ha detto il genetista Stefano Gustincich direttore del Laboratorio di Neurogenomica dell’Istituto Italiano di Tecnologia (Iit). Diventa anche possibile, ha aggiunto, poter costruire tante varianti di un organismo e vedere l’effetto che sul genoma hanno più fattori diversi fra loro. Si vedono all’orizzonte “strumenti eccezionali per capire più a fondo il rapporto tra genotipo e fenotipo”, ossia fra il corredo di geni che ogni individuo ha ereditato dai genitori e i caratteri che manifesta. Si potrebbero studiare quindi tutti i fattori che determinano caratteristiche individuali, come statura o colore e forma degli occhi, o quelli che sono all’origine delle malattie rare. Avere a disposizione organismi sintetici potrà essere anche la base per capire malattie complesse e nelle quali entrano in gioco sia i geni sia l’ambiente, come quelle cardiovascolari. Le ricadute più interessanti, secondo l’esperto, riguardano le biotecnologie, con la realizzazione dell’idea originale del pioniere della biologia sintetica, Craig Venter: partire dalla cellula con il corredo di geni essenziale alla sopravvivenza per assemblarla in tanti modi diversi per farle svolgere funzioni diverse, come produrre biocarburanti o farmaci. Mai come adesso, ha detto Gustincich, si avvicina la possibilità di condurre “esperimenti nei quali ogni passaggio è completamente controllato: prima d’ora non era mai successo in biologia”. E’ molto importante, poi, che il primo genoma sintetico sia quello di un organismo con cellule dotate di nucleo (eucariota) perchè i meccanismi che controllano le sue cellule sono gli stessi che controllano l’espressione dei geni nelle cellule dei mammiferi. Il prossimo passaggio, ha concluso, potrà essere costruire il genoma sintetico di organismi da sempre studiati dai genetisti, come il verme Caenorhabditis elegans e il moscerino della frutta.