La prima cellula artificiale con organelli funzionanti

Pubblicato da Roberto Cantoni su 22 gennaio 2014

NOTIZIE – Una cellula artificiale contenente organelli capaci di riprodurre i vari stadi di una reazione chimica. È riuscito a crearla un gruppo di chimici dell’Istituto per le molecole e i materiali della Radboud University di Nimega, nei Paesi Bassi.

La scoperta è stata pubblicata sul primo numero del 2014 della rivista Angewandte Chemie, ed è stata riportata anche da Nature Chemistry. Ricreare in laboratorio la complessità della chimica delle cellule viventi è per i chimici una sfida particolarmente ardua. In una cellula, infatti, accade contemporaneamente un enorme numero di reazioni di vario genere, che si svolgono in un contenitore minuscolo e sovraffollato – la cellula, appunto – in modo incredibilmente efficiente. Riuscire a riprodurre artificialmente in funzionamento della cellula permetterebbe anche di ampliare le nostre conoscenze sull’origine e sull’evoluzione della vita sulla Terra, e sul processo di transizione da un mondo basato sulla chimica a uno vivente, biologico. In breve, dal brodo primordiale alle prime forme di vita. Per imitare il funzionamento di questi mattoni-base della vita, i chimici hanno tentanto diverse strade.

Jan van Hest e il suo dottorando, Ruud Peters, tra gli autori della ricerca olandese, hanno creato degli organelli cellulari riempendo delle sferette con sostanze chimiche sintetiche, disponendole in seguito all’interno di gocce d’acqua. Hanno poi ricoperto le goccioline con uno strato di polimeri, per creare una parete cellulare artificiale. Con l’aiuto di tecniche di fluorescenza, hanno quindi mostrato l’innesco e lo svolgimento della catena di reazioni previste, diventando così i primi chimici ad aver creato una cellula artificiale con organelli funzionanti. Proprio come avviene nelle cellule del nostro corpo, i prodotti chimici di sintesi sono capaci di entrare nel plasma cellulare dopo la reazione negli organelli, per poi essere elaborati in altri punti della cellula.

Quello della creazione di strutture simil-cellulari è un ramo in espansione della ricerca chimica, e all’istituto olandese si stanno sperimentando varie strategie finalizzate a questo risultato. Oltre al gruppo di van Hest, che nei suoi esperimenti impiega i polimeri, il chimico Wilhelm Huck sta cercando di produrre cellule a partire da goccioline di soluzioni molto simili al fluido del citoplasma. Ancora altri gruppi, non afferenti alla Radboud, lavorano invece con procedimenti più vicini alla biologia: per esempio, producendo cellule a partire da acidi grassi.

“Vorremmo farlo anche noi, in un prossimo futuro”, spiega van Hest. “Un ulteriore passo poi consisterebbe nel produrre cellule capaci di autoalimentarsi. Stiamo anche sperimentando tecniche per controllare il movimento degli prodotti chimici all’interno della cellula e verso gli organelli. Ogni nuova tecnica potrebbe permetterci di migliorare la nostra comprensione delle cellule viventi. Un giorno – conclude il chimico olandese – saremo in grado di arrivare a qualcosa che assomigli molto da vicino alle cellule reali”.

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