SCOPERTE/ Il Dna alternativo debutta a Cambridge e subito replica

I ricercatori del Medical Research Council di Cambridge hanno annunciato la sintesi di un nuovo tipo di molecola di acido nucleico diversa dal Dna, chiamata Xna. Il commento di PAOLO TORTORA

25.04.2012 - int. Paolo Tortora
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Non ha niente di magico né di sconvolgente scientificamente, anche se la notizia è di grande interesse: è l’annuncio dato dai ricercatori del Medical Research Council di Cambridge (UK) della avvenuta sintesi di un nuovo tipo di molecola di acido nucleico diversa dal Dna e denominata Xna. La X potrebbe far pensare a un’inquietante incognita ma niente di tutto ciò: qui deriva da “xeno”, che in greco e significa “strano”, “straniero”; se vogliamo aggiungere un tocco di suspence, possiamo anche tradurla con “alieno”. Si tratta comunque di un prodotto di sintesi, quindi di una molecola ottenuta artificialmente in laboratorio e diversa dagli acidi nucleici che in natura sono alla base degli esseri viventi.

«Sono strutture analoghe, ma alternative – dice a Ilsussidiario.net Paolo Tortora, ordinario di biochimica all’università di Milano Bicocca – agli acidi nucleici, in particolare al Dna canonico così come lo troviamo in natura. Le differenze sono legate allo scheletro portante della molecola, cioè agli zuccheri che, nel nuovo Xna sono una serie di sostanze alternative al tipico desossiribosio (da cui la D di desossiribonucleico nella sigla del Dna, ndr)». Tortora ci spiega che il risultato ottenuto dai biochimici inglesi si inserisce in un filone di ricerca non nuovo; e in effetti, lavori precedenti a questo avevano testato anche tipi diversi di basi, sempre alla ricerca di Dna alternativi.

Bisogna ricordare che una molecola come il Dna è costituita da una struttura portante a doppia elica, che fa da backbone, da spina dorsale, sulla quale si attaccano le sequenze di basi dove è memorizzata l’informazione genetica, con un ben preciso codice, necessaria per costruire un organismo vivente. «Gli scienziati del gruppo di Cambridge hanno dimostrato la possibilità di ottenere acidi nucleici con altri tipi di zuccheri al posto del desossiribosio e hanno anche sviluppato – utilizzando la cosiddetta Dna polimerasi che qui diventa Xna polimerasi – metodi di selezione naturale capaci di riconoscere le nuove molecole, quindi di polimerizzare. Hanno cioè dimostrato che è possibile duplicare il nuovo Xna ed è questo il nocciolo della scoperta, che è di grande importanza». 

Quale allora la portata di una scoperta del genere, che ha fatto la sua uscita pubblica sulle pagine dell’ultimo numero di Science, dopo essere stata presentata al Meeting annuale dell’American Chemical Society. «C’è anzitutto una rilevanza di natura teorica. Nessuno poteva dire a priori che il Dna era l’unico tipo di acido nucleico possibile. Ora abbiamo la dimostrazione della possibilità di ottenere per via sintetica strutture che sono, in linea di principio, depositarie di informazioni, che sono replicabili con fedeltà, salvo delle mutazioni peraltro presenti anche nel Dna naturale, ma che hanno componenti differenti da quelli noti. Il che significa, ad esempio, che in termini evolutivi, nel cammino dei viventi sarebbero potute comparire varianti diverse da quelle che si sono effettivamente affermate. È una dichiarazione che peraltro va presa con cautela, anche perché non conosciamo quali erano i vincoli ambientali che hanno influito sul fenomeno evolutivo reale».

Già questo flash sulle possibili alternative nella nostra storia evolutiva offre spunti stimolanti. Ma la notizia solleva subito anche interrogativi relativi alle potenziali applicazioni. Sono gli stessi scienziati autori dell’articolo a delineare un’interessante prospettiva quando affermano che «tali geni sintetici, cioè l’esplorazione del potenziale informazionale strutturale e catalitico di geni sintetici polimerici, dovrebbe consentire il progresso nella nostra comprensione dei parametri dell’informazione chimica codificata e forniscono una sorgente di ligandi (molecole capaci di legare e riconoscere selettivamente altre molecole, ndr) catalizzatori e nanostrutture con chimiche tagliate su misura per applicazioni in biotecnologie e medicina». Cerchiamo di tradurlo in termini più semplici. Sappiamo che i biochimici sono sempre alla ricerca di nuove molecole con caratteristiche ben definite per specifici obiettivi: ad esempio un catalizzatore più efficiente o una proteina capace di riconoscere un recettore e così via; in pratica, «su decine di migliaia di molecole che vengono testate, se ne troverà una che rappresenta una vera novità. Ora, l’espansione di questa chimica combinatoriale, a partire da questa varietà strutturale nuova, può ampliare notevolmente il campo delle molecole ottenibili e quindi la probabilità di successo in tutte le nuove aree di ricerca applicata». 

In realtà Tortora, pur sottolineando l’importanza della scoperta, non si mostra particolarmente sorpreso: «Se c’è un backbone, un’impalcatura sufficientemente flessibile e adattabile, poi le basi si trovano, perché l’accoppiamento produce un assetto più stabile; ovviamente a patto che ci sia la necessaria complementarietà. Certo, questo non è scontato e richiedeva una conferma sperimentale, che ora abbiamo».

L’idea di fondo comunque non è nuovissima; quel che è originale e nuovo è che siano riusciti a ottenere degli enzimi che garantiscono una replicazione sufficientemente fedele di questo nuovo materiale potenzialmente genetico. Quindi più che una scoperta, è «un insieme di scoperte, è un “pacchetto”  completo, cioè il nuovo acido nucleico e il sistema per replicarlo». È un bel salto, ma non è poi così sconvolgente: sintetizzare il Dna tradizionale in frammenti e in grandi sequenze oggi è una pratica di routine; si tratta di fare una chimica della vita “alternativa”, che però non è necessariamente più difficile o complicata di quella “naturale”. Con questi risultati è comunque prevedibile un incremento consistente delle ricerche in questa direzione che possiamo chiamare del “Dna artificiale”.

A questo punto il pensiero, e l’enfasi mediatica, va subito al tema della vita extraterrestre: se si trovassero organismi viventi su altri mondi – ma su questo il nostro interlocutore è molto prudente, per non dire scettico –  dovremo aspettarci che abbiano per forza un materiale genetico identico al nostro? Non necessariamente. E questa risposta oggi ha qualche ragione in più.

 

(Mario Gargantini)

 

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