Svelare il segreto della vita
È quanto sta tentando di fare da anni un gruppo di biologi nei laboratori del Politecnico di Zurigo.
Lo scopo è quello di gettare luce sul misterioso confine che separa la materia inerte dalla vita.
Alcuni mesi fa, la stampa ha riportato con clamore l’annuncio del genetista americano Craig Venter, che progetta di costruire in laboratorio il primo organismo vivente artificiale.
Lo scienziato, famoso per aver completato la mappatura del genoma umano, intende smontare e poi rimontare pezzo per pezzo il DNA di un batterio, scartando i geni che non risultano indispensabili alla sopravvivenza dell’organismo e creando così una nuova forma di vita artificiale ridotta ai minimi termini, la “cellula minimale”.
Il progetto svizzero
Da anni un gruppo di ricercatori del Politecnico di Zurigo persegue un obiettivo ben più ambizioso: replicare in provetta il processo naturale che ha determinato la comparsa del primo organismo vivente a partire dalle più semplici molecole organiche.
Pier Luigi Luisi, professore di chimica macromolecolare del Dipartimento di Scienze dei Materiali del Politecnico, e i suoi collaboratori sperano in questo modo di gettare luce sul misterioso confine che separa la materia inerte dalla vita.
Prima dell’evoluzione
La teoria dell’evoluzione descrive in che modo l’attuale varietà di vita animale e vegetale si sia sviluppata e differenziata a partire dalle prime protocellule, traendo vantaggio da mutazioni casuali, incalzata dalla selezione naturale.
Ma il meccanismo dell’evoluzione si applica solo dove già esiste vita, riproduzione e replicazione del patrimonio genetico. Non può spiegare la comparsa stessa della vita.
“È questa la grande sfida che la scienza deve affrontare oggi”, spiega Luisi, “scoprire in che modo il vivente è emerso dal non vivente. In che modo da sistemi sempre più complessi di molecole organiche è emersa una qualità nuova: la vita. Nessuno finora è riuscito a svelare il mistero.”
Sferette che si riproducono
Dall’inizio degli anni ’80, i ricercatori di Zurigo studiano i liposomi, sferette artificiali del diametro da 10 a 50 millesimi di millimetro, con una struttura analoga a quella delle membrane cellulari.
Dosando opportunamente gli ingredienti della soluzione in cui sono immersi i liposomi, si può innescare un processo simile alla riproduzione: la superficie della membrana cresce fino a quando la vescicola diventa instabile e si scinde, formando due o più “figlie”.
“Nei nostri esperimenti, introduciamo enzimi e frammenti di DNA e RNA nei gusci vuoti dei liposomi”, spiega lo scienziato, “allo scopo di determinare quali e quanti ingredienti occorrono perché le sferette sintetiche prendano a funzionare come cellule, sintetizzando proteine e duplicando il proprio patrimonio genetico.”
Per il momento, il processo riproduttivo dei liposomi che contengono materiale genetico si arresta dopo poche generazioni.
La cellula minimale
“Le prime forme di vita comparse sulla Terra dovevano essere molto semplici, ben più semplici dei microrganismi moderni”, prosegue Luisi, “noi vogliamo capire quali strutture costituenti della cellula sono indispensabili per la sua sopravvivenza e per il mantenimento delle funzioni essenziali e quali invece sono comparse in seguito nell’evoluzione. Questa è la ragione per cui cerchiamo di costruire una cellula minimale.”
La creazione di una cellula minimale è l’obiettivo perseguito anche dall’americano Craig Venter, che però seguirà un percorso differente per portare a termine il suo progetto. “Venter intende costruire una molecola di DNA sintetica a partire dai geni di un batterio che esiste in natura”, spiega Luisi, “e inserirla poi all’interno di una cellula già formata.
Il suo esperimento è utile per determinare quali geni sono indispensabili alla vita, ma non ha nulla a che fare con l’origine della vita e il suo emergere dalla materia inanimata.”
Maria Cristina Valsecchi
DNA, acido desossiribonucleico
RNA, acido ribonucleico
Liposoma, sfera artificiale del diametro tra 10 e 50 millesimi di millimetro
Mycoplasma genitalium, organismo con il minor numero di geni (517)
Replicare in provetta il processo naturale che ha determinato la comparsa del primo organismo vivente, a partire dalle più semplici molecole organiche.
Questo l’ambizioso obiettivo di un gruppo di scienziati del Politecnico di Zurigo.
Le ricerche di chimica macromolecolare consentiranno di gettare luce sul misterioso confine che separa l amateria inerte da quella vivente.
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