Ci sono luoghi che hanno conosciuto tante prime volte nella scienza. Come i laboratori di Biologia molecolare di Cambridge, tra le cui pareti per la prima volta prende forma una speciale scala a pioli, la doppia elica del Dna. Poco più di mezzo secolo dopo, negli stessi luoghi, i ricercatori britannici del Medical Research Council, guidati da Philipp Holliger, per primi sintetizzano enzimi che non esistono in natura, a partire da materiale genetico anch’esso artificiale. I risultati sono appena stati pubblicati su Nature.

È la nuova frontiera delle scienze della vita: la biologia sintetica. Uno strumento nuovo nelle mani degli scienziati, importante da un lato per costruire molecole utili in campo farmacologico o ambientale, dall’altro per capire quali sono i mattoni di base a partire dai quali, più di tre miliardi e mezzo di anni fa, dalla materia inerte è nata la vita. “La scelta della vita di puntare su molecole come il Dna o l’Rna (il suo cugino più prossimo, ndr) potrebbe essere stata solo una fortunata coincidenza della chimica preistorica – sottolinea Holliger -. Il nostro lavoro suggerisce che, in linea di principio, esistono molte possibili alternative”.

Costruiti da zero gli enzimi artificiali sembrano funzionare correttamente in laboratorio, svolgendo alcuni compiti di base come tagliare e cucire frammenti di Xna o Rna, proprio come avviene in natura

Il progetto di ricerca degli studiosi britannici ha inizio due anni fa, quando Holliger e i suoi collaboratori costruiscono in laboratorio una versione sintetica del Dna, con le stesse lettere di base – A, T, C e G – la cui sequenza rappresenta l’alfabeto della vita, ma un diverso scheletro portante. Lo battezzano “Xna”. Vogliono capire se, mimando la natura, a partire da questo materiale genetico artificiale sono in grado di costruire gli enzimi, molecole proteiche che come degli operai specializzati consentono all’organismo di svolgere tutte le sue funzioni, dalla digestione alla difesa da agenti patogeni, solo per citarne alcune.

I primi risultati arrivano. Costruiti da zero, gli enzimi artificiali, come illustrato su Nature, sembrano funzionare correttamente in laboratorio, svolgendo alcuni compiti di base come tagliare e cucire frammenti di Xna o Rna, proprio come avviene in natura. “Fino a non molto tempo fa – spiega Holliger – pensavamo che Dna e Rna fossero le uniche biomolecole depositarie delle informazioni genetiche, e le sole capaci di produrre enzimi. Adesso – sottolinea il biologo inglese – siamo riusciti a dimostrare che non è così”. Tante le probabili applicazioni di questi studi, a partire dalla possibilità di utilizzare la biologia sintetica per disegnare nuovi farmaci. “Abbiamo costruito enzimi artificiali capaci di tagliare l’Rna in punti specifici, e quindi capaci, in teoria, di attaccare Rna virali o usati come messaggeri tumorali – spiega Holliger -. Queste molecole potrebbero essere candidati ideali perché, non essendo presenti in natura, sono in grado di sfuggire ai sistemi di degradazione enzimatica dell’organismo. E garantire, quindi, una protezione duratura”.

Tante le probabili applicazioni di questi studi, a partire dalla possibilità di utilizzare la biologia sintetica per disegnare nuovi farmaci

Molti scienziati, invece, guardano oltre il nostro pianeta. Lo studio britannico dimostra, infatti, che in linea di principio la vita potrebbe essere comparsa anche su altri corpi celesti, a partire da un’ossatura molecolare differente dal Dna. Gli astrobiologi sperano di trovare alcuni indizi dalla missione Rosetta, e dallo storico sbarco di Philae sulla cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko. “Quello che mi affascina di più – afferma alla Bbc Paul Freemont, esperto di biologia strutturale presso l’Imperial College di Londra – sono le implicazioni sulla questione dell’origine della vita. Queste ricerche portano a pensare che quello che osserviamo sulla Terra sia, infatti, solo una delle possibilità della chimica della vita”.

Lo studio su Nature