Dimentica quello che sai sui libri di testo di biologia. Non è più magia. È chimica.
I ricercatori dell’Università del Minnesota hanno appena costruito una cellula che mangia. Cresce. Si divide. Si evolve. L’hanno chiamato SpudCell, un nome che sembra casuale per un salto così imponente, ma eccoci qui. Questo non è un batterio modificato o un virus modificato. È un’entità sintetica, assemblata da parti non viventi, che riesce a eseguire l’intero ciclo di vita.
Pensaci.
“Il DNA è la programmazione di tutti gli organismi viventi.”
La dottoressa Katarzyna Adamula, la voce principale dietro tutto questo, lo ha detto chiaramente. Di solito pensiamo alla genetica come a storie complesse e intricate. Un genoma umano è composto da 3 miliardi di paia di basi. È pesante. Lento a muoversi. Gli scienziati immaginavano che una cellula vivente non potesse esistere con meno di 113.001 coppie. SpudCell rise di quel limite.
Il suo genoma? Solo 90,00 paia. Distribuito su sette o otto pezzi di plasmide. È minuscolo. È ridotto al minimo indispensabile di codice necessario per dire: “Esisto e ora ne voglio due”.
Mangiare per dividere
Le cellule naturali ereditano macchinari da miliardi di anni di sopravvivenza. SpudCell non ha ereditato altro che una ricetta chimica. Il team lo ha costruito partendo da membrane di grasso modellate in piccole sacche chiamate liposomi. Dentro? Una fabbrica di proteine ridotta al minimo e quel piccolo genoma circolare.
Ma come si fa a mantenere in vita un sacchetto di plastica pieno di enzimi? Gli dai da mangiare.
Il sistema è spietato. Le cellule sintetiche producono una proteina modificata dei pori batterici. Sporge la testa attraverso la membrana come un’antenna, mostrando un’etichetta chimica. Quindi rilasciano liposomi “alimentatore” più piccoli – essenzialmente pacchetti di nutrienti, enzimi e elementi costitutivi – che hanno etichette corrispondenti sulla loro stessa superficie.
Quando i tag si incontrano, la cellula ingoia il pacchetto.
Unire i due e fornire materia prima fresca: un processo che i ricercatori paragonano a un predatore che attira una preda che viene deliberatamente mantenuta in eccedenza.
Non è una digestione delicata. È una trappola chimica. La cellula cresce rubando a queste forniture esterne. Mentre si gonfia, entra in azione un enzima preso in prestito da un virus batterico, che copia quel minuscolo DNA. Poi, meccanicamente, la cosa si divide in figlie.
Ecco il kicker: non ha uno scheletro.
Le cellule reali hanno citoscheletri intricati per ordinare il DNA durante la divisione, assicurandosi che ogni cellula del bambino riceva esattamente una copia. SpudCell non ha nulla. Niente mani. Nessuna guida. Divide semplicemente. Quando i ricercatori hanno monitorato cinque generazioni, circa il 30% delle figlie sopravvissute conservava ancora il genoma completo, composto da sette parti. Non eccezionale. Ma non zero.
È disordinato. È inefficiente. E ha funzionato.
Selezione, anche senza anima
All’evoluzione darwiniana importa se sei reale? Apparentemente no.
Per testarlo, il team ha ottimizzato il sistema. Hanno creato una versione di quella proteina alimentare che funzionava più velocemente. Le cellule con il gene “veloce” hanno afferrato i pacchetti di alimentazione più rapidamente. Se mescolati con le celle lente e lasciati a competere per le risorse, i calcoli diventavano noiosamente prevedibili.
In cinque generazioni, le cellule veloci presero il sopravvento. Un esperimento ha mostrato che saltavano da una divisione 50/50 a una dominanza del 61%.
Poi hanno stretto le viti. Riducono i liposomi dell’alimentatore. Ha reso la fame la regola.
I coltivatori veloci non si sono limitati a sopravvivere. Hanno prosperato. Superando quelli lenti per due a uno.
La vita è solo efficienza?
Oppure l’efficienza è solo vita?
Ciò dimostra un punto che ha tormentato la biologia per secoli: non è necessaria una scintilla. Non hai bisogno dell’anima. Hai solo bisogno di un ciclo. Inserisci energia, replica istruzioni, dividi, ripeti.
I ricercatori hanno anche risolto il disordinato problema della divisione menzionato in precedenza. Progettando le proteine che si affollano sulla superficie, possono fisicamente pizzicare la membrana a metà. Anche questa nuova meccanica di divisione è legata a quel vantaggio di alimentazione. I mangiatori veloci riescono a pizzicare e a riprodursi più spesso. La selezione è dura quando le risorse sono scarse.
“Dimostra che le funzioni più fondamentali della vita, come la crescita e la replicazione, non necessitano di una misteriosa scintilla magica.”
Il dottor Adamala sembra quasi stordito. E chi può biasimarla? Dice che è il progetto più entusiasmante della sua carriera. Hanno replicato la biologia in chimica.
Ma c’è un problema. Il sistema è fragile. Funziona in un piatto. È appena un inizio. L’articolo, pubblicato su bioRxiv a luglio da Nathaniel J. Gaut e colleghi, ammette che un utilizzo robusto e pratico necessita dell’aiuto internazionale.
È l’inizio. Una prova di concetto per costruire la vita da zero. Lo abbiamo ridotto a 90.00 paia di basi.
Dove finisce? Ha importanza di cosa è fatto se si riproduce? La domanda persiste.
