Gli scienziati creano cellule sintetiche viventi Basandosi su I ricercatori dell'Università di Bristol hanno compiuto un grande passo avanti nel campo della biologia sintetica sviluppando un sistema che svolge diverse funzioni chiave di una cellula vivente, tra cui la generazione di energia e l'espressione genica.
La loro cellula ingegnerizzata si è persino trasformata da una forma sferica a una forma più naturale simile a un'ameba entro le prime 48 ore di vita, indicando che i filamenti protocitoscheletrici funzionavano (o, come dicono i ricercatori, erano strutturalmente dinamici) su una lunga scala temporale.
Creare qualcosa di simile a ciò che potremmo considerare vivo è un compito molto difficile, anche per il fatto che anche gli organismi più semplici fanno affidamento su innumerevoli operazioni biochimiche che coinvolgono meccanismi di crescita e riproduzione incredibilmente complessi.
In precedenza, gli scienziati si sono concentrati sul far svolgere alle cellule artificiali una singola funzione, come l'espressione genica, la catalisi enzimatica o l'attività del ribozima.
Se gli scienziati svelassero il segreto per creare e programmare individualmente cellule artificiali in grado di imitare più da vicino la vita, potrebbero aprire una miriade di possibilità in tutto, dalla produzione alla medicina.
Mentre alcuni si stanno concentrando sulla riprogettazione delle celle stesse, altri stanno cercando modi per ridurre le celle esistenti in frammenti che possono quindi essere ridisegnati in qualcosa di relativamente nuovo.
Per realizzare questa impresa di bioingegneria dal basso, i ricercatori hanno utilizzato due colonie batteriche, Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa.
Questi due batteri sono stati mescolati con microgocce vuote in un liquido viscoso. Una popolazione è stata catturata all'interno delle goccioline e l'altra è stata catturata sulla superficie delle goccioline.
Gli scienziati hanno quindi aperto le membrane dei batteri immergendo le colonie nel lisozima (un enzima) e nella melittina (un polipeptide derivato dal veleno d'api).
I batteri sputano fuori il loro contenuto, che è stato catturato dalle goccioline per creare protocellule ricoperte di membrana.
Gli scienziati hanno quindi dimostrato che le cellule sono in grado di elaborare complesse, come la produzione della molecola di accumulo di energia ATP attraverso la glicolisi, nonché la trascrizione e la traduzione dei geni.
Il nostro approccio all'assemblaggio del materiale vivente consente di creare costrutti simbionti viventi/cellule sintetiche dal basso verso l'alto, afferma il primo autore dello studio, il chimico Can Xu.
Ad esempio, i batteri ingegnerizzati possono essere utilizzati per produrre moduli complessi per lo sviluppo in aree diagnostiche e terapeutiche della biologia sintetica, nonché nella bioproduzione e nelle biotecnologie in generale.
In futuro, questo tipo di tecnologia a celle sintetiche potrebbe essere utilizzata per migliorare la produzione di etanolo per l'industria alimentare e dei biocarburanti.
In combinazione con conoscenze basate su modelli avanzati di biologia di base, sarà possibile mescolare e abbinare alcune strutture ridisegnandone completamente altre per sviluppare sistemi completamente nuovi.
Le cellule artificiali possono essere programmate per la fotosintesi o per generare energia da sostanze chimiche, come fanno i batteri che riducono i solfati.
Ci aspettiamo che la metodologia risponda a livelli elevati di programmabilità, affermano i ricercatori.
Un articolo sulla scoperta è stato pubblicato sulla rivista Nature.ve batteri
2022-09-20 11:06:47
Autore: Vitalii Babkin