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– 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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