OGM: re-ingegnerizziamo il codice genetico

La diffidenza verso la parola OGM è ormai radicata nella nostra cultura italiana. Nessuna coltivazione OGM è mai stata avviata in Italia, e la ricerca che copre questo ramo nel nostro Paese è paralizzata dal divieto di operare sperimentazioni in campo aperto.

Vogliamo pertanto riportare un esempio di come la scienza alla base degli OGM, che oggi è ampiamente utilizzata in tanti altri paesi nell’ambito della ricerca e non solo, stia dando risultati preziosi per la conoscenza del codice genetico e del suo funzionamento.

Strettamente correlata agli OGM è infatti la biologia sintetica, una branca della scienza della vita che si occupa di riprodurre sistemi biologici già presenti in natura, o addirittura di progettarne non ancora esistenti, per comprendere le funzionalità dei sistemi naturali. Le potenzialità di questa tecnologia sono ancora tutte da scoprire, essendo una scienza relativamente recente, e possono farci sognare in grande.

In un articolo pubblicato il 18 agosto 2016 su Science, un team di scienziati guidati da George Church annuncia di essere riuscito a riprogrammare il 3,8% del genoma del batterio E.coli; questa è la più grande reingegnerizzazione del codice genetico ad essere mai stata fatta, ma rappresenta solo il primo traguardo verso una meta ancora più ambiziosa.

Sappiamo che il codice genetico è composto da 4 basi, A,C,G,T, combinabili in 64 triplette possibili; queste triplette prendono il nome di codoni, e traducono per i diversi amminoacidi esistenti, che sono le unità base di tutte le proteine. Leggendo in serie tanti codoni di DNA, ogni organismo realizza lunghe catene di amminoacidi, che vanno a comporre le proteine di cui l’organismo si serve. Poiché gli amminoacidi sono solo 20, diversi codoni codificano per uno stesso amminoacido: ad esempio una tripletta TGC e una TGT codificano allo stesso modo per l’amminoacido cisteina; questo è ciò che rende il codice genetico ridondante.

L’esperimento è stato portato a termine da un gruppo di ricerca della Harvard Medical School di Boston, in Massachussets. Quello che gli scienziati sono stati in grado di fare, proprio grazie alla caratteristica della ridondanza del DNA, è stato sostituire 7 dei 64 codoni genetici del batterio con altri codoni che producevano gli stessi amminoacidi. Così questo nuovo genoma batterico possiede di fatto solo 57 triplette possibili.

Il genoma è stato sintetizzato in 55 pezzi da 50000 basi; il prossimo passo sarà riunire i segmenti per ottenere l’intero DNA batterico.

In passato lo stesso team di ricerca era stato in grado di ricodificare singoli amminoacidi, in modo che il batterio possedesse amminoacidi non presenti in natura. Questo lo rendeva altamente resistente alle infezioni virali perché non conteneva più strutture che normalmente il virus avrebbe usato per attaccarlo. Allo stesso modo, hanno reso il batterio interamente dipendente da un amminoacido in modo che, in caso di diffusione fuori dal laboratorio, non fosse in grado di sopravvivere nell’ambiente esterno.

La tecnologia usata per raggiungere questo incredibile risultato è recentissima e molto accurata, e d’altronde gli strumenti e tecniche di ingegneria genetica sono continuamente migliorati e implementati: dieci anni fa pensare di riuscire a riprogrammare un organismo a questi livelli sarebbe stato assurdo.

Già nel marzo di questo stesso anno un altro gruppo di ricerca guidato da Craig Venter a La Jolla, in California, era riuscito a creare un genoma sintetico basandosi su quello di un batterio dieci volte più piccolo di E.coli, eliminando da esso tutti i geni non necessari.

Tutto ciò è la dimostrazione di come il codice genetico sia malleabile, e di come nuove funzionalità biologiche possano essere introdotte dentro un organismo. Questo lavoro farà probabilmente da prototipo per la parte di “scrittura” del Progetto Genoma Umano, in cui gli scienziati puntano a riscrivere un intero genoma umano da zero.

Non bisogna però dimenticare di porre un freno ad un certo punto: la sete di conoscenza non deve farci ignorare certi limiti che la Natura ci impone; non possiamo arrivare a compiere modifiche radicali al Pianeta senza rischiare di sovvertire sistemi naturali che già sono in bilico a causa dell’uomo, e gli scienziati devono essere i primi a maneggiare con cura le nuove potenzialità che si trovano a possedere.

Funzionerà? Siamo solo all’inizio, ma gli scienziati sono più che fiduciosi che nell’arco di qualche anno conosceremo la risposta. Non perdete il prossimo articolo in cui parleremo di una applicazione degli OGM in campo medico.

(di Elisa Facen)

Fonti

http://www.scientificamerican.com/article/most-extensive-reengineering-of-an-organism-s-genetic-code-now-complete/

http://science.sciencemag.org/content/353/6301/819.full

https://it.wikipedia.org/wiki/Biologia_di_sintesi#Biologia

https://it.wikipedia.org/wiki/Codice_genetico

http://www.fisv.org/2013-09-04-15-46-07/posizione-fisv/item/322-libert%C3%A0-di-ricerca-scientifica-in-campo-aperto-e-ogm.html