Un DNA interamente sintetico che può creare la vita

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Hachimoji DNA, il DNA sintetico con otto lettere. Creato un DNA sintetico che affianca altre quattro basi nucleotidiche alle quattro “lettere” dell’alfabeto con cui è scritto il patrimonio genetico. Chiamato hachimoji DNA, ha tutte le caratteristiche strutturali della sua controparte naturale e in linea teorica potrebbe sostenere la vita.

Un DNA sintetico con otto basi nucleotidiche – le “lettere” del codice genetico – invece delle quattro del DNA naturale, e con le caratteristiche strutturali necessarie a sostenere un’evoluzione di tipo darwiniano.

A metterlo a punto è stato un gruppo di ricercatori della società Firebird Biomolecular Sciences di Gainesville, in Florida, in collaborazione con la DNA Software di Ann Arbor, l’Università del Texas ad Austin e la Indiana University School of Medicine a Indianapolis, che ne riferiscono in un articolo pubblicato su “Science”.

Il risultato può avere ricadute applicative per la progettazione di nuove classi di farmaci e per l’archiviazione delle informazioni, ma suggerisce anche che su altri mondi la vita potrebbe essersi evoluta lungo linee affini, ma differenti, a quelle seguite sulla Terra.

Una doppia elica di hachimoji DNA: a ogni colore corrisponde una delle otto "lettere" del codice genetico sintetico (Cortesia Millie Georgiadis, Indiana University School of Medicine)
Una doppia elica di hachimoji DNA: a ogni colore corrisponde una delle otto “lettere” del codice genetico sintetico (Cortesia Millie Georgiadis, Indiana University School of Medicine)

Il DNA è composto da filamenti formati da sequenze di quattro nucleotidi, indicati con le lettere A, T, G e C. Studi precedenti avevano dimostrato che è possibile ampliare questo alfabeto fino sei lettere.

Ora Shuichi Hoshika e colleghi hanno mostrato che non solo è possibile ampliarlo anche a otto lettere – ottenendo quello che hanno battezzato hachimoji DNA (dal giapponese hachi che significa “otto”, e moji che significa “lettera”) – ma anche che questo nuovo DNA sintetico è in grado di svolgere tutte le funzioni di quello naturale.

In particolare, i suoi filamenti si accoppiano esattamente come il DNA, può essere copiato per ottenere l’hachimoji RNA – l’equivalente sintetico dell’RNA – ed è in grado di dirigere la sintesi proteica: in pratica, è potenzialmente in grado di sostenere la vita.

“Sulla Terra, la vita si è data da fare prima di tutto per migliorare l’RNA, modificando i suoi elementi costitutivi. Alcune di queste modifiche sopravvivono ancora oggi. Tuttavia, la biologia terrestre alla fine ha preso una strada specifica, inventando proteine”, osserva Andrew D. Ellington, coautore dello studio, per poi aggiungere: “Su Vulcano [il pianeta del signor Spock di Star Trek], la vita potrebbe aver continuato a perfezionare il suo RNA senza inventare proteine, arrivando forse a un sistema di 8 lettere, che questo lavoro dimostra possibile”.

Per la tranquillità di chi teme una fuga di forme di vita “aliene” dai laboratori, i ricercatori sottolineano che l’hachimoji DNA non è comunque autosufficiente, e che richiede una somministrazione costante di elementi costitutivi e proteine appositamente create in laboratorio e non liberamente disponibili sulla Terra.

In compenso, potrebbe permettere la messa a punto di nuove sonde molecolari per il monitoraggio ambientale e per la diagnostica di diverse malattie – alcune delle quali già messe a punto dalla Firebird Biomolecular Sciences – lo sviluppo di farmaci di concezione completamente nuova e, in tutt’altro campo, la creazione di sistemi di archiviazione delle informazioni ad alta densità alternativi a quelli a base di silicio.

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