Un team di scienziati di tutto il mondo ha collaborato per raggiungere un traguardo storico: la creazione di ceppi di lievito con più del 50% del DNA sintetico. Questo successo, che rappresenta il culmine di un lavoro di ricerca durato 15 anni, non solo segna un punto di svolta nella biologia sintetica ma offre anche nuove prospettive sul potenziale della genetica in settori come la medicina, l’agricoltura e la bioenergia.
Genoma sintetico: una sfida di lungo periodo.
Come detto, il progetto Synthetic Yeast Project (Sc2.0) ha preso il via diversi anni fa con un obiettivo ambizioso: creare una versione completamente sintetica del genoma del lievito. I lieviti, esseri viventi eucarioti, sono organismi più complessi rispetto ai batteri, che fino ad ora erano stati gli unici soggetti di tali esperimenti di sintesi genetica.
In questa ricerca, sei dei sedici cromosomi del lievito sono stati completamente sintetizzati. Una pietra miliare che dimostra l’abilità degli scienziati nel riprogettare la vita stessa.
La ricerca, epocale per le sue implicazioni, è stata dettagliata in 10 diversi paper sulle riviste scientifiche Cell, Molecular Cell e Cell Genomics.
Oltre la sintesi del lievito: stabilizzazione e innovazione
Uno degli aspetti chiave di questo progetto è stato l’eliminazione di ampie sezioni di DNA ripetitivo. Sezioni che non codificano per funzioni specifiche ma possono causare variazioni strutturali significative. Questa manovra non solo ha aumentato la stabilità del genoma, ma ha anche offerto agli scienziati un controllo maggiore sulla struttura genetica.
Allo stesso tempo, la creazione di un nuovo cromosoma interamente dedicato alle sequenze di DNA che codificano per l’RNA di trasferimento (tRNA) rappresenta un altro passo avanti verso un genoma più stabile e controllabile.
Spingendo i limiti della biologia
Il team di ricerca ha sperimentato cambiamenti strutturali radicali, come la fusione di cromosomi, l’inversione delle loro “braccia” e la piegatura errata dei cromosomi. Sorprendentemente, il lievito ha dimostrato una notevole capacità di adattamento, sopravvivendo e prosperando nonostante questi cambiamenti estremi.
Una scoperta che ha importanti implicazioni per la nostra comprensione della plasticità e resilienza del genoma eucariotico.
Lievito “2.0”: verso il 100% di DNA sintetico
Il passo successivo del progetto Sc2.0 è ancora più ambizioso: assemblare un ceppo di lievito con un genoma completamente sintetico. Utilizzando una tecnica innovativa, i ricercatori hanno già creato un ceppo con 7,5 cromosomi sintetici, superando il 50% del genoma. Con gli ultimi due cromosomi già sintetizzati, si prevede che entro un anno il lievito avrà un genoma interamente artificiale.
Oltre alla portata scientifica, le implicazioni pratiche di un lievito con genoma completamente sintetico sono enormi. Il lievito è già utilizzato in una vasta gamma di applicazioni, dalla produzione di cibo e farmaci a quella di biocarburanti e altre molecole utili. Con un genoma interamente progettato, il lievito potrebbe essere ulteriormente ottimizzato per queste applicazioni o addirittura programmato per affrontare nuove sfide, dalla medicina rigenerativa alla bioenergia sostenibile.
La creazione di un lievito sintetico ci proietta in una fase tutta nuova della biotecnologia, dove le possibilità sembrano essere limitate solo dalla nostra immaginazione.
