Il DNA sintetico sta diventando una realtà sempre più concreta. I ricercatori sono riusciti a creare una cellula di lievito con un genoma che è oltre il 50 percento sintetico, compreso il primo cromosoma completamente sintetico al mondo. In precedenza, gli scienziati avevano prodotto genomi sintetici di batteri e virus, ma ora hanno fatto un passo avanti lavorando su organismi eucariotici, come il lievito.
Il lievito è stato scelto per questa ricerca perché ha un genoma compatto e può unire il DNA in modo innato. Tuttavia, i ricercatori volevano fare qualcosa di diverso dalla semplice sintesi del DNA, volevano creare un lievito con un genoma progettato appositamente. Hanno rimosso il “DNA spazzatura” dal genoma e lo hanno sostituito con nuovi frammenti di DNA per distinguere tra geni sintetici e geni naturali. Hanno anche rimosso i geni tRNA, che rendono il genoma del lievito instabile, e li hanno spostati in un nuovo cromosoma completamente sintetico chiamato “neocromosoma tRNA”.
I ricercatori hanno assemblato ciascuno dei cromosomi in modo indipendente, creando 16 ceppi di lievito parzialmente sintetici, ognuno con 15 cromosomi naturali e uno sintetico. Poi hanno inserito tutti i cromosomi sintetici in una singola cellula di lievito utilizzando una combinazione di tecniche genetiche classiche e nuovi metodi. Dopo un lungo processo, hanno ottenuto una singola cellula di lievito con oltre il 50 percento di DNA sintetico.
Manipolare il genoma del lievito avrebbe potuto causare problemi, ma grazie a un’attenta progettazione, il lievito è sopravvissuto e si è replicato in modo simile al lievito selvatico. Questo risultato apre una nuova era nell’ingegneria biologica, consentendo la progettazione e la costruzione de novo di interi genomi.
Il lievito è un elemento fondamentale nella produzione di cibo e bevande, come pane e birra. Con il DNA sintetico, potremmo fare molti progressi in questi settori, come la creazione di nuovi ceppi microbici per una produzione biologica più sostenibile e la comprensione e la lotta contro le malattie.
Il prossimo passo sarà inserire tutti e 16 i cromosomi sintetici in una singola cellula di lievito. Non sarà facile, ma i ricercatori sono ottimisti. Una volta raggiunto questo traguardo, saranno in grado di iniziare a sfruttare appieno le potenzialità del lievito sintetico. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Cell.
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