DNA sintetico: funziona benissimo. (per finire in prima pagina)

XNA, il DNA sintetico per il genetista Boncinelli è “un tipo di vita totalmente nuova”, ma non è così.

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Ha lo stesso nome di un framework per videogames, e attualmente l‘utilità è più o meno la stessa.

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Con una periodicità quasi regolare sui giornali compaiono notizie di scoperte scientifiche epocali, stavolta è il turno dell’XNA, un DNA artificiale che contiene una coppia di basi sintetiche. La realizzazione di questa nuova tecnologia è stata comunicata con un articolo pubblicato su Nature dal titolo “A semi-synthetic organism with an expanded genetic alphabet“. Ovviamente la notizia è rimbalzata su tutti i media sui quali è stata commentata in vario modo, Le Scienze riporta una dichiarazione di colui che ha realizzato l’XNA, Floyd Romesberg,il quale ha affermato che:

“In linea di principio, potremmo sintetizzare nuove proteine a partire da questi nuovi amminoacidi non naturali, arrivando in futuro a pianificare la realizzazione di molecole terapeutiche e diagnostiche e reagenti di laboratorio che abbiano le caratteristiche desiderate”

Una frase che unisce una prudenza iniziale ad una successiva dichiarazione fantascientifica, nessuno è infatti in grado di progettare proteine per uno scopo specifico, neanche con le basi naturali, come si può pensare già alla progettazione di proteine con aminoacidi che ancora devono essere immaginati?

Infatti le nuove basi azotate x – y, consentirebbero di inserire il codice per dei nuovi aminoacidi, però nessuno ha ancora in mente quali dovrebbero esser questi nuovi aminoacidi e quali caratteristiche dovrebbero conferire alle proteine. Non solo, la catena che porta alla sintesi proteica prevede oltre al DNA la realizzazione di un RNA corrispondente che immaginiamo sarà costituito dalle basi x – y con il ribosio, ma quale tRNA (RNA di trasporto) sarà in grado di appaiarsi all’mRNA non esistente in natura?

Bisognerà quindi produrre del tRNA apposito per le nuove triplette di basi che possa appaiare il suo anticodone al codone dell’mRNA:

Una volta costruito il tRNA adatto bisognerà pensare a quali aminoacidi nuovi associarvi, e per saperlo bisognerà aver prima compreso cosa si vuole ottenere dalle nuove proteine. Ma per sapere cosa si vuole ottenere dalle nuove proteine bisognerà prima sapere come progettare una proteina in funzione del suo impiego. Questo ovviamente non lo sa fare nessuno.

Quando si sarà in grado di progettare una proteina per ottenere una funzione si potrà inserire la successione di aminoacidi nell’XNA per ottenere la produzione della corrispondente catena di aminoacidi.

Quando infine si fosse progettata la proteina con la successione di aminoacidi e la sua forma finale, bisognerebbe trovare come farla ripiegare nel modo giusto (problema del folding), infatti se si volesse essere certi che una proteina da 100 aminoacidi giunga casualmente al ripiegamento giusto sarebbe di gran lunga insufficiente l’età dell’universo, come spiegato nell’articolo di Michele Forastiere “La complessità fondamentale della vita“:

Se la proteina dovesse raggiungere la sua conformazione nativa – quella corrispondente al minimo globale di energia libera – mediante un’esplorazione casuale delle varie configurazioni realizzabili, ognuna delle quali avvenisse in un tempo dell’ordine del picosecondo (10^–12 secondi), ci vorrebbero più o meno 10^{0,95 N – 13} secondi per raggiungere lo scopo. Nel caso di una piccola proteina formata da 100 residui (quindi con N = 100), il tempo richiesto sarebbe dell’ordine di 10⁸² secondi, più o meno 10⁶⁵  volte l’età dell’Universo!

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La sintesi di nuove proteine utili è dunque un traguardo al momento non raggiungibile e le dichiarazioni che hanno accompagnato la realizzazione dell’XNA sono state come di consueto amplificate per attirare l’attenzione.

Ma c’è chi si è spinto oltre, il prof. Edoardo Boncinelli su Repubblica ha infatti dichiarato quanto segue:

“E’ un ‘tipo’ di vita totalmente nuova – ha spiegato il genetista Edoardo Boncinelli, dell’università Vita e Salute di Milano – che finora non c’era. Si tratta di un lavoro molto rivoluzionario in quanto è la dimostrazione che la vita può essere diversa anche da quella che è stata sin dall’inizio, da 4 miliardi di anni”

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Spiacenti prof. Boncinelli, ma non si tratta di un tipo di vita nuova, né tanto meno “totalmente nuova”, si tratta del solito batterio E. coli in cui sono state inserite delle basi in posizioni che non vengono lette, quindi in cui non servono a niente. La cosa è confermata poco prima nello stesso articolo di Repubblica:

 finora le nuove lettere sono state inserite in parti del Dna che vengono ignorate.

Il prossimo passo delle ricerche sarà quello di inserire le nuove basi anche in sezioni di Dna importanti, ossia tratti che vengono utilizzati dalla cellula come ‘libretto di istruzioni’ per creare nuove proteine. 

Sarebbe come dire che se  mi vendono un software con dei passi di programma modificati ma che non servono a niente perché non vengono letti, il venditore ha il diritto di dire che si tratta di un tipo di computer “totalmente nuovo”, che “finora non c’era”. Questa si chiamerebbe frode commerciale.

Ancora una volta quello che sarebbe stato importante dire non viene detto. La sintesi del DNA sintetico con due nuove basi ci pone di fonte a delle immense difficoltà per giungere ai passaggi successivi, difficoltà che si potranno superare solo con immensi sforzi tecnologici: è tutto questo compatibile con le attuali spiegazioni sull’origine della vita?

Se veramente i meccanismi neodarwiniani sono quelli che spiegano l’evoluzione si potranno testare nuove proteine generate a caso con tutte i loro possibili ripiegamenti e vedere finalmente realizzarsi l’evoluzione davanti ai nostri occhi.

Ovviamente si tratta di un’impresa destinata al fallimento, e questo i ricercatori lo sanno bene, tanto che su un insospettabile articolo del National Geographic dell’Aprile 2012, intitolato “Synthetic DNA Created, Evolves on Its Own“, si può leggere quanto segue:

XNA Could Demystify Origins of Life?

All of XNA’S actions are “completely controlled by experimentalists—it’s 100 percent unnatural,” study co-author Chaput noted. 

But such control means that scientists can “use [XNA] to ask very basic questions in biology,” such as about the origins of life, Chaput said.For instance, “it’s possible that life didn’t begin with DNA and proteins like we see today—it may have begun with something much, much simpler,” he said.

A scientist could potentially evolve XNA to discover various functions that would have been important for early life. Overall, he said, the new discovery is “pretty cool—and very powerful.”

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Il nuovo DNA è sintetico, questo è il dato che balza agli occhi dei ricercatori interpellati, i quali consapevoli dell’impossibilità che esso possa essere ottenuto con un meccanismo neodarwiniano, rispondono che la vita potrebbe essere cominciata con qualcosa di più semplice. Già, ma cosa?

Ecco dunque quale sarebbe stato il vero titolo: la realizzazione di basi artificiali del DNA pone di fronte alla necessità di ripensare profondamente l’origine della vita e l’evoluzione.

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