Verso la costruzione di
una cellula artificiale
Nel 2003, JCVI (J. C. Venter Institute) aveva
sintetizzato un piccolo virus capace di replicarsi
nel suo ospite batterico.
Nel 2008 aveva sintetizzato un piccolo
cromosoma batterico ma non era riuscito a farlo
funzionare.
Nel 2009 era riuscito a trapiantare il DNA
naturale di M. mycoides in M. capricolum.
Nel maggio 2009 ha trasferito il DNA sintetico
del battere Mycoplasma mycoides in
M.capricolum
Venter ha sintetizzato del DNA in
grado di controllare tutte le funzioni
della cellula, proprio come il DNA
originale.
Craig Venter
1 tappa: sintetizzare, attraverso un sintetizzatore nucleotidico, più di
mille porzioni di DNA della lunghezza di circa 1.000 basi, tra loro
parzialmente sovrapponibili, che messe insieme corrispondono al
genoma di Mycoplasma mycoides.
Sintetizzatore
automatico
1080pb
1078
pezzi
2 tappa: le 1078 porzioni vengono ricombinate tra loro in pacchetti di 10,
per ottenere 109 porzioni di DNA (in blu) più lunghe (circa 10mila
basi) . Il processo di ricombinazione avviene in lievito
1078 pezzi di 1080pb vengono uniti
Totale 109 pezzi di circa 10.000pb
Tappa 3: uguale alle due. Per ricombinazione si ottengono 11
porzioni, indicate in verde, di lunghezza dieci volte maggiore
delle porzioni precedenti (circa 100.000pb)
Nell’ultima fase, le 11 porzioni di DNA vengono ricombinate tra loro
in modo tale da ottenere l’intero genoma (di M. mycoides),
indicato con il cerchio rosso (1.077.947pb). Ora è possibile
trasferire l’intero genoma all’interno della cellula ricevente
(Mycoplasma capricolum).
Nel DNA sintetico mancano 14
geni non dispensabili
Inoltre i punti in asterisco indicano ulteriori polimorfismi
riscontrati. Alcune di queste variazioni sono volute
(marchio), altre dovute a eventi di evoluzione spontanea.
L’intero genoma sintetico viene
trasferito all’interno della cellula
ricevente di Mycoplasma capricolum
da cui era stato eliminato il DNA
La nuova cellula,
chiamata Mycoplasma
mycoides JCVI-syn1.0
ha cominciato a
sintetizzare le proteine
del M. mycoides e a
moltiplicarsi
I cerchi blu indicano le colonie batteriche in cui il
trapianto di genoma artificiale ha avuto successo.
Sotto, in bianco e nero, una colonia di batteri
"artificiali"alla micrografia elettronica.
La produzione di questa nuova forma di vita è costata 40 milioni di dollari
e il lavoro di 20 ricercatori impegnati a tempo pieno per oltre un decennio.
Contrattempi: alcune basi sbagliate sulle oltre 10.000.000 del genoma
batterico artificiale ha rallentato per ben 3 mesi la “creazione” costringendo i
ricercatori alla faticosa ricerca dell’errore perché il microbo viveva, ma non
faceva nulla: non si moltiplicava e non produceva proteine.
Utilità: le cellule sintetiche possono essere utili per:
produrre vaccini; biocarburanti, assorbire CO2 in eccesso;
eliminare inquinanti…..