Un nuovo genoma si aggiunge a quelli degli organismi in cui genomi sono stati interamente sequenziati. Questa volta, però, il genoma in questione è stato creato con un computer.
Caulobacter ethensis-2.0 è infatti il primo genoma interamente generato da un computer. Il genoma è stato sviluppato da un gruppo di scienziati del Politecnico federale di Zurigo: non esiste alcun organismo corrispondente in natura, il DNA esiste solo nel computer.
In ogni caso gli sviluppatori si sono basati su un innocuo batterio d’acqua dolce veramente esistente, il Caulobacter crescentus, che spesso si può trovare nelle acque sorgive, nei fiumi, nei laghi e in genere nelle acque dolci di tutto il mondo.
I due ricercatori Beat e Matthias Christen, fratelli, partendo dal Caulobacter crescentus hanno sintetizzato chimicamente un nuovo genoma da zero utilizzando un cromosoma continuo a forma di anello.
Si trattava inizialmente di una vera e propria sfida considerando che un genoma batterico sintetizzato chimicamente e presentato 11 anni fa aveva richiesto il lavoro di 20 scienziati per 10 anni per un costo totale che superava i 40 milioni di dollari.
I due ricercatori dell’ETH di Zurigo hanno però utilizzato un approccio diverso, molto più economico e veloce, utilizzando un algoritmo informatico. Hanno sintetizzato parte per parte il genoma, 236 segmenti singoli che poi hanno successivamente “incollato” insieme.
Nonostante possano sembrare pochi, il lavoro non è stato per niente facile, come spiega Matthias: “Le molecole di DNA non solo possiedono la capacità di aderire ad altre molecole di DNA, ma a seconda della sequenza, possono anche trasformarsi in anelli e nodi, che possono ostacolare il processo di produzione o rendere impossibile la produzione”.
Tramite l’algoritmo hanno calcolato la sequenza di DNA ideale per la sintesi riuscendo a comporre l’intero DNA. Il lavoro potrà rivelarsi utile anche per comprendere le eventuali lacune nelle nostre conoscenze del DNA stesso.
I ricercatori hanno comunque già in programma una versione 3.0 nella quale i geni artificiali possano risultare tutti funzionali.
Fonti e approfondimenti
- First bacterial genome created entirely with a computer | ETH Zurich (IA)
- Chemical synthesis rewriting of a bacterial genome to achieve design flexibility and biological functionality | PNAS (IA) (DOI: 10.1073/pnas.1818259116)
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