Un articolo pubblicato sulla rivista “Proceedings of the National Academy of Sciences” descrive la creazione di un organismo semi-sintetico. Un team dello Scripps Research Institute (TSRI) di La Jolla, in California, guidato da Floyd Romesberg ha creato un batterio della famiglia Escherichia coli con un genoma modificato che contiene due nucleotidi artificiali oltre ai quattro esistenti nel DNA.

Il DNA contiene quattro basi azotate: adenina, citosina, guanina e timina, indicate anche con le quattro iniziali: A, C, G e T, che formano tutti i geni degli esseri viventi sulla Terra. Il professor Floyd Romesberg del TSRI ha compiuto per anni ricerche allo scopo di capire se fosse possibile creare altre coppie di basi funzionanti e in un articolo pubblicato nel 2014 sulla rivista “Nature” aveva descritto i risultati e la coppia di basi sintetiche chiamate d5SICS e dNaM o semplicemente X e Y.

Quella ricerca aveva già creato il primo batterio Escherichia coli modificato con un genoma semi-sintetico ma esso mostrava una serie di limitazioni nelle sue funzioni biologiche e non riusciva a mantenere le basi artificiali. Lavorando su quei risultati, il team di Floyd Romesberg ha modificato le basi X e Y in modo che si integrasse in maniera stabile nel DNA del batterio per ottenere un organismo semi-sintetico in grado di crescere e di riprodursi normalmente.

Nel corso di questa nuova fase della ricerca, gli scienziati hanno utilizzato anche la tecnica CRISPR-Cas9, quella che al momento è probabilmente la più popolare tecnica di ingegneria genetica, in un modo innovativo. Stavolta però questa tecnica non è stata utilizzata per modificare il genoma del batterio bensì in un modo più simile al suo scopo in natura, che è di difendere i batteri dall’attacco di virus. Si tratta infatti di un enzima che stavolta è stato usato per eliminare le versioni del batterio semi-sintetico in cui le basi X e Y non si sono integrate bene nel genoma.

I batteri sopravvissuti sono quelli che hanno mantenuto le basi sintetiche nel loro genoma. Nell’esperimento, quest’organismo semi-sintetico è stato in grado di dividersi per 60 volte e ogni nuova generazione ha mantenuto le basi X e Y nel suo genoma. Ciò ha portato gli scienziati a pensare che possa replicarsi in maniera indefinita continuando a mantenere le basi artificiali come parte stabile del suo genoma.

Questa è una nuova fase della lunga ricerca condotta da Floyd Romesberg e dai suoi collaboratori ma è tutt’altro che finita perché le basi sintetiche non fanno nulla. Il prossimo passo sarà quello di riuscire a usare quelle basi per creare proteine. Ciò permetterebbe di cominciare a progettare nuove versioni dei batteri in grado di creare sostanze utili, ad esempio medicinali.

Queste ricerche sono limitate ai batteri e Floyd Romesberg ha chiarito che non intende estenderle a organismi più complessi. La creazione di organismi mutati artificialmente pone sempre questioni etiche ma le ricerche sono molto più avanti nella manipolazione del normale DNA mentre queste che riguardano l’aggiunta di basi sintetiche richiederà ancora anni prima che sia necessario effettuare quel tipo di valutazioni.