211service.com
Qual è il futuro della biologia sintetica?
Lo scorso luglio, gli scienziati hanno creato la prima cellula sintetica, un organismo controllato da un genoma sintetizzato chimicamente, modificato su un computer e cucito insieme in laboratorio. Un anno dopo, i biologi del Quinta Biologia Sintetica Annuale conferenza alla Stanford University stanno ancora lottando per fare il passo successivo nel campo. A trattenerli sono i capricci della biologia stessa e la spesa e il tempo necessari per passare dall'idea all'organismo ingegnerizzato.
Mentre la creazione della cellula sintetica, presso il J. Craig Venter Institute, suggerisce un futuro in cui i biologi sintetici possono riprogettare le cellule viventi per svolgere qualsiasi compito sognano, quell'obiettivo è ancora lontano. La maggior parte della ricerca si è concentrata sul convincere i microbi a svolgere compiti simili a quelli che già svolgono, come trasformare lo zucchero in combustibili utilizzando processi e materiali che assomigliano a quelli che usano in natura.
La biologia sintetica si sforza di rendere la biologia molecolare più simile all'ingegneria, con materiali e parti prevedibili che possono essere assemblati in modi prevedibili. Come dimostra la cellula sintetica, gli scienziati ora hanno gli strumenti per modificare una sequenza genetica esistente su un computer, utilizzare macchine per la sintesi del DNA per crearla in frammenti e unirli insieme in laboratorio. (Questa strada è solo una delle tante che stanno prendendo i biologi sintetici.) Ma è ancora difficile prevedere cosa faranno le cellule dopo essere state alterate. I ricercatori sono spesso ostacolati dalla spinta naturale delle cellule a crescere e vivere a loro piacimento, che in molti casi deve essere superata per indurli a fare qualcosa di utile in modo efficiente.
Uno dei maggiori ostacoli risiede nella creazione e nell'assemblaggio dei materiali di partenza: frammenti modulari di DNA che codificano per una particolare funzione e vengono sintetizzati in laboratorio. Creare questo DNA richiede tempo e denaro. Come ogni prodotto commerciale, deve essere progettato, costruito e testato. Anche apportare modifiche relativamente piccole può richiedere molto lavoro, molto tempo e molti soldi.
Alcune sequenze richiedono due mesi per essere sintetizzate, mentre altre non possono essere realizzate affatto, per ragioni che non sono ancora state comprese, ha affermato Reshma Shetty , cofondatore di Ginkgo Bioworks , una startup che assembla parti di DNA. Shetty ha affermato che la società utilizza l'automazione basata su software per progettare elementi costitutivi e altre parti e per controllare robot per la gestione dei liquidi che li mescolano insieme da pezzi di DNA ordinati da altre società specializzate nella sintesi del DNA. È quest'ultimo passaggio che è attualmente un grosso collo di bottiglia. La società ha monitorato quanto tempo impiegano le sequenze per essere realizzate e quali fonti lo fanno più velocemente.
La spesa e il tempo necessari per creare nuovi organismi limitano la creatività, ha affermato Pamela Argento , professore di biologia dei sistemi all'Università di Harvard. Ogni volta che i biologi sintetici provano un nuovo progetto, devono pagare per sintetizzare il DNA, aspettare che ritorni, farlo entrare nelle cellule e testarlo. Tutto questo, dice Silver, significa che i biologi sintetici sono comprensibilmente riluttanti a fallire e ad imparare dai loro fallimenti.
Credo ancora nel sogno che alcuni di voi alla fine saranno in grado di sedersi al computer, progettare un esperimento e ottenere il DNA il giorno successivo, ha detto alla folla. Affinché la biologia sintetica mantenga le sue promesse, la sintesi del DNA deve essere economica, veloce, prevedibile e accurata e aperta a tutti, compresi i ricercatori i cui laboratori non dispongono di molte attrezzature o finanziamenti.
Fortunatamente, il costo della tecnologia di sintesi del DNA, molto simile a quello della tecnologia di sequenziamento del DNA, sta diminuendo rapidamente. Chiesa di San Giorgio , direttore del Center for Computational Genomics di Harvard, ha osservato nel suo discorso che i costi sia della sintesi del DNA che delle tecnologie di sequenziamento sono diminuiti a un ritmo sorprendente, ultimamente di un fattore 10 ogni anno.