Si lavora per ricostruire l'antenato di tutte le cellule

Costruire in laboratorio l' antenato di tutte le cellule a partire dagli elementi più semplici e realizzarlo in modo che sia in grado di autoriprodursi : è uno dei nuovi obiettivi della biologia sintetica , l'area di ricerca che combina le tecniche più avanzate della biologia con l'informatica per progettare organismi che non esistono in natura. A presentare questo programma ambizioso è Petra Schwille, direttrice del dipartimento di Biofisica cellulare molecolare dell'Istituto Max Planck per la Biochimica, nel suo intervento alla Scuola primaverile di Biologia sintetica organizzato dalla Scuola Normale Superiore di Pisa .

" Stiamo progettando cellule minime partendo da zero . Ci siamo concentrati in particolare sul fenomeno della divisione cellulare", ha detto Schwille. L' obiettivo è riuscire a semplificare il più possibile un evento complesso come l' evoluzione delle cellule : "sono per definizione le più piccole unità della vita, ma, a differenza dell'atomo di idrogeno, ovvero la più piccola unità della chimica che possiamo descrivere completamente attraverso le leggi della fisica, non esiste alcuna possibilità di una loro comprensione fondamentale coerente", osserva ancora Schwille.

Questo perché " più di tre miliardi di anni di evoluzione hanno reso i sistemi viventi estremamente complessi , al punto che oggi solo i computer e l'intelligenza artificiale potrebbero essere in grado di comprenderli nella loro interezza".
Di qui la decisione di Schwille e del suo gruppo di partire dagli elementi più semplici come le membrane biologiche , strutture fatte di proteine e lipidi che possono essere considerate una sorta di pelle della cellula, che la protegge dall'esterno e nello stesso tempo la mette in comunicazione con l'ambiente che la circonda. Al momento i ricercatori hanno costruito un sistema biologico minimo , capace di organizzarsi in modo autonomo con una membrana, proteine e una fonte di energia: il punto di partenza per arrivare a una cellula vera e propria .

Nel frattempo la biologia sintetica affina i suoi strumenti e alla University of Southern California il gruppo di Leonardo Morsut ha messo a punto una sorta di " toolkit per l'ingegneria multicellulare " che comprende "recettori ingegnerizzati, meccanismi di adesione cellula-cellula, moduli di segnalazione intracellulare, effettori a valle e organizzatori sintetici".

Tutti insieme, ha detto il ricercatore, "permettono comportamenti collettivi programmabili ". E' la base della Biologia dello sviluppo sintetica , basata su "programmi genetici ingegnerizzati" in grado di controllare l'organizzazione di strutture complesse costituite da più cellule. Come accade in natura con la formazione degli embrioni.