SpudCell, la cellula artificiale che cresce e si divide: ma è davvero «viva»?

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Redazione Scienza e Tecnologia Redazione Scienza e Tecnologia   -   L'ha ribattezzata SpudCell, un gioco di parole che richiama lo Sputnik, il satellite che aprì l'era spaziale, e che forse suggerisce un'analoga portata storica per le scienze della vita. Un gruppo di ricercatori dell'Università del Minnesota, guidato dalla biologa Kate Adamala, ha infatti messo a punto un sistema cellulare sintetico assemblato da zero, partendo cioè da componenti chimici non viventi, e lo ha osservato nutrirsi, crescere, replicare il proprio DNA e dividersi.

Un risultato che, sebbene non si possa definire la creazione di vita in laboratorio, rappresenta pur sempre un passo in avanti di notevole rilievo per la biologia sintetica, una disciplina che da anni si interroga sui confini tra l'inerte e il vivente.

Cos'è SpudCell e come funziona

Per comprendere la portata dell'innovazione, occorre innanzitutto chiarire cosa sia esattamente SpudCell. Si tratta di un prototipo di cellula, un goccio d'acqua racchiuso in una membrana lipidica, che al proprio interno ospita un corredo genetico ridotto all'osso: circa 36 geni, distribuiti su frammenti di DNA, per un totale di 90.000 paia di basi. Un numero infinitesimale se paragonato ai tre miliardi di paia di basi del genoma umano, eppure sufficiente per mettere in scena i processi fondamentali del ciclo cellulare.

A differenza di esperimenti precedenti, come quelli condotti da Craig Venter nel 2010, che avevano modificato cellule già esistenti impiantandovi un genoma sintetico, SpudCell è stata costruita «dal basso» (bottom-up), pezzo dopo pezzo, utilizzando esclusivamente molecole chimiche di sintesi e ribosomi prelevati da batteri come l'Escherichia coli.

Il meccanismo di funzionamento è tanto ingegnoso quanto fragile. La cellula artificiale si alimenta fondendosi con vescicole che trasportano enzimi e nutrienti, un processo che le consente di crescere. Per replicare il proprio DNA, sfrutta un sistema di produzione proteica noto come PURE system, un insieme di molecole purificate pronte a tradurre le istruzioni genetiche. La divisione, infine, avviene grazie a un meccanismo fisico indotto da proteine che si accumulano sulla superficie della membrana.

Quando i ricercatori aggiungono una specifica molecola (la streptavidina), si innesca una reazione che separa la cellula madre in due cellule figlie. Un processo, questo, che richiede ancora l'intervento attivo degli scienziati e che non è quindi del tutto autonomo.

I limiti della vita «sintetica»

Nonostante l'indubbio successo, SpudCell presenta limiti sostanziali che ne impediscono, per ora, la classificazione come organismo vivente. La sua esistenza è effimera: ogni linea cellulare riesce a sopravvivere e a riprodursi solo per cinque, al massimo dieci generazioni, prima che il sistema si blocchi. La ragione è che SpudCell non è in grado di produrre da sola i ribosomi, i macchinari molecolari essenziali per la sintesi proteica; di conseguenza, dipende completamente dai ricercatori per il rifornimento di enzimi e proteine.

Inoltre, il suo materiale genetico, frammentato in sette molecole distinte, non viene sempre trasmesso integralmente alle generazioni successive, un'altra caratteristica che la allontana dalla stabilità e continuità tipiche della vita biologica.

La stessa Kate Adamala ha descritto la sua creazione come un «organismo incredibilmente debole», una sorta di prototipo che «praticamente non fa altro che mangiare e, ogni tanto, generare una cellula figlia». E proprio su questo punto si concentra il dibattito scientifico. Per i ricercatori del Minnesota, SpudCell dimostra che le funzioni fondamentali della vita non necessitano di una «scintilla magica», ma possono essere replicate in laboratorio a partire da ingredienti chimici noti.

Altri esperti, come il biochimico dell'Imperial College di Londra Yuval Elani, pur riconoscendo il progresso, ricordano che la domanda se si tratti di vita è ancora aperta e di natura filosofica oltre che scientifica.

Verso una nuova era della biologia

Al di là della querelle sulla definizione di vita, il risultato conseguito dal team di Kate Adamala apre prospettive concrete per il futuro della ricerca. La possibilità di costruire una cellula da zero, conoscendo esattamente ogni singolo componente e la sua concentrazione, offre un grado di controllo e di ingegnerizzazione impensabile con gli organismi naturali, la cui complessità è ancora in gran parte sconosciuta.

«Conosco l'elenco completo degli ingredienti della cellula», ha dichiarato Adamala al CNN, sottolineando come questa trasparenza consenta di progettare e modificare il sistema con una precisione senza precedenti.

Le potenziali applicazioni, ancora lontane ma affascinanti, spaziano dalla medicina all'industria. Le cellule sintetiche potrebbero diventare dei «cavalli di battaglia» programmabili per produrre farmaci mirati, biocarburanti o materiali innovativi con un impatto energetico ridotto rispetto alla chimica tradizionale. L'obiettivo dichiarato dei ricercatori è ora quello di rendere SpudCell più autonoma, insegnandole a costruire i propri ribosomi e migliorando la trasmissione del patrimonio genetico alle generazioni future.

Un percorso lungo e complesso, che è però appena iniziato e che, come la conquista dello spazio, potrebbe cambiare per sempre la nostra prospettiva sul mondo e su noi stessi.

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