Realizzato in laboratorio il genoma minimo per la vita.
l gruppo di Craig Venter in California ha progettato e realizzato il più piccolo genoma batterico in grado di sostenere la vita: si tratta di 473 geni, tra cui quelli necessari per l'espressione dei geni stessi e quelli che codificano per proteine "universali", che si ritrovano in molti esseri viventi. Restano però ancora sconosciute, almeno nei dettagli le funzioni del 31 per cento dei geni di questo genoma minimo.
Sono 473 i geni necessari per la vita nel genoma batterico realizzato dal Craig Venter Institute di La Jolla, in California, e descritto sulle pagine di “Science”. Nel 2010 lo stesso gruppo di ricerca aveva ottenuto la prima cellula batterica sintetica in grado di replicarsi autonomamente: il suo genoma fu progettato al computer, assemblato con le attuali tecniche di chimica e infine trapiantato in una cellula ricevente. A partire da quel risultato, Venter e colleghi hanno perseguito l'obiettivo di sintetizzare una cellula minimale, dotata cioè solo dei geni necessari a sostenere la vita nella sua forma più semplice, in modo da ottenere una sorta di laboratorio miniaturizzato che aprisse la strada a una migliore comprensione delle funzioni genetiche di base. Anche in questo caso come nel 2010, gli autori hanno utilizzato i batteri del genere Mycoplasma, le cui cellule hanno i più piccoli genomi in grado di replicarsi.
Rappresentazione artistica della doppia elica del DNA (Credit: C. Bickel/Science)
Sulla base della letteratura esistente, gli autori hanno progettato un genoma costituito da otto differenti segmenti, in modo da poter verificare, in modo relativamente semplice, quali geni fossero essenziali e quali, tra quelli non essenziali, servissero solo a una crescita sostenuta. Questa verifica è stata effettuata cambiando la sequenza nucleotidica originaria dei geni con l'inserimento di sequenze di DNA estraneo, i cosiddetti trasposoni. Se le funzioni cellulari venivano irrimediabilmente alterate da questa manipolazione, il gene era considerato essenziale per la vita batterica; in caso contrario, era giudicato superfluo ed eliminato dal genoma. Procedendo gene per gene, gli autori hanno infine ridotto il genoma alla sua struttura più semplice. Un dato estremamente interessante emerso dall'analisi è che in alcuni casi l'alterazione di un gene non produceva danni solo perché ne esisteva un duplicato con funzioni pressoché identiche. La presenza di uno dei due era dunque essenziale alla vita, e ha dovuto necessariamente fare parte del genoma minimo. Nella sua versione finale, il genoma, battezzato con la sigla JCVI-syn3.0, comprende 473 geni, ed è quindi più piccolo di qualunque cellula in grado di replicarsi autonomamente in natura. Ne fanno parte tutti i geni coinvolti nella traduzione e nell'espressione dell'informazione genetica, così come molti geni, presenti anche nel genoma di altri organismi, che probabilmente codificano per proteine di utilità universale per la vita. Molti altri geni, infine, che costituiscono circa il 31 per cento del genoma, hanno funzioni sconosciute nei loro dettagli.
