La possibilità di imitare il processo con cui le cellule formano o smantellano, in momenti ben precisi, le varie strutture molecolari potrebbe permettere di progettare strutture su scala nanometrica, aprendo così la strada a un’ampia gamma di possibili applicazioni, dalla biomedicina alla diagnostica.
Il tema è stato oggetto di una ricerca condotta da un team di ricercatori dell’Università di Roma Tor Vergata insieme a un team dell’Università della California, Los Angeles, i cui risultati sono stati recentemente pubblicati su Nature Communications
Mattoncini di DNA sintetico
La ricerca ha utilizzato dei ‘mattoncini’ di DNA sintetico che, una volta mescolati in soluzione, interagiscono e formano strutture tubolari solo in presenza di una specifica sequenza di RNA. Un’altra sequenza di RNA, invece, può innescare il disassemblaggio di queste stesse strutture.
“Abbiamo pensato all’idea di ricreare in laboratorio reti di geni che, in base al momento della loro attivazione, possono formare o disassemblare materiali sintetici”, ha commentato Francesco Ricci, professore ordinario all’Università di Roma Tor Vergata. “Abbiamo quindi progettato dei geni sintetici per produrre queste sequenze di RNA in momenti precisi, così da controllare esattamente quando le strutture si formano o si distruggono”.
La rete di rete di geni artificiale così creata, spiega Elisa Franco, docente ordinario a UCLA, può controllare non solo la formazione o distruzione delle strutture, ma anche la loro composizione in momenti precisi. “Ogni mattoncino è progettato per cambiare colore in base all’attivazione temporale dei diversi geni. In questo modo possiamo monitorare visivamente l’attivazione genica e osservare come queste strutture si evolvono nel tempo, riflettendo lo stato funzionale del sistema”.
L’approccio messo a punto non si limita a strutture di DNA e può essere esteso ad altri materiali e sistemi, aggiunge infine la prima autrice dello studio, Daniela Sorrentino. ”Coordinando i segnali biochimici, possiamo assegnare funzioni diverse agli stessi componenti, creando materiali che evolvono spontaneamente nel tempo. Questo apre nuove strade alla biologia sintetica e a possibili applicazioni in medicina e biotecnologia“
