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La biologia sintetica viene in aiuto ai dubbi dell'ingegneria genetica cellulare

Escherichia coli


Grazie a 'cellule artificiali' viene ampliato la risposta cellulare convertendo certi segnali chimici non riconosciuti in altri che possono fa reagire la cellula

Una nuova tecnica che impiega cellule artificiali potrebbe aprire presto nuove frontiere per la cura delle infezioni batteriche, per esempio le infezioni polmonari di pazienti affetti da fibrosi cistica. A lavorare in questa direzione è Sheref Mansy, giovane scienziato statunitense arrivato in Italia nel 2009 al Centro di Biologia Integrata (CIBIO) dell'Università di Trento grazie al sostegno della Fondazione Armenise-Harvard. Insieme al suo gruppo di ricerca, Mansy sta lavorando ad un progetto che permetterà di controllare il comportamento delle cellule naturali senza modificarle geneticamente, utilizzando le cellule artificiali per dire a quelle naturali cosa devono fare.
Il problema è che spesso le cellule non sono in grado di rispondere naturalmente ai segnali scelti per impartire loro delle istruzioni. Per ovviare a questo limite ci si affida all'ingegneria genetica: modificandole geneticamente possono acquisire nuove capacità. Ma nel momento in cui il contenuto genetico di una cellula vivente viene modificato, anche il suo comportamento cambia.
La nuova strada del team di Sheref Mansy prevede invece l'uso di cellule artificiali, create per favorire la comunicazione chimica tra cellule e batteri.
Con importanti vantaggi: "Con l'utilizzo delle tecniche di ingegneria genetica spiega Sheref Mansy c'è la paura che le cellule possano evolversi fuori dal nostro controllo e anche alterare gli ecosistemi.
Al contrario, avvalendoci di cellule artificiali, possiamo condizionarle a vivere per un periodo definito di tempo. Le cellule artificiali non hanno la capacità di riprodursi o di evolversi. Servono al loro scopo solo per un paio d'ore e poi smettono di funzionare. Non hanno altre possibilità".
Questa metodologia, messa a punto da Roberta Lentini (coautrice dello studio e dottoranda dell'Università di Trento), può aprire nuove opportunità nell'ingegnerizzare dei comportamenti cellulari senza utilizzare organismi geneticamente modificati.
Ma come funziona questo scambio? "Le cellule artificiali espandono la percezione di Escherichia coli utilizzando un segnale chimico che questo batterio non può comprendere da solo e trasformandolo in un nuovo segnale che invece il batterio è in grado di recepire. Funziona come una sorta di traduttore, che si attiva solo quando serve. Pensiamo che questa tecnologia cambi il modo di vedere la biologia sintetica. Esistono più modi per fare la stessa cosa. Il nostro metodo sfrutta la comunicazione chimica attraverso le cellule artificiali ed è un'alternativa più sicura. Utilizzando cellule artificiali possiamo utilizzare la parte della vita che ci serve e rimuovere le parti della vita che non vogliamo".
La notizia di questa scoperta ha già attirato l'attenzione della comunità scientifica internazionale. Proprio nel fine settimana appena trascorso, infatti, il progetto è stato ospitato sulla prestigiosa rivista Nature

Leggi l'articolo scientifico
"Integrating artificial with natural cells to translate chemical messages that direct E. coli behaviour". Nature (2014). DOI: 10.1038/ncomms5012

Redazione MolecularLab.it (09/06/2014 15:46:39)
Pubblicato in Biotecnologie
Tag: fibrosi cistica, biologia sintetica, ingegneria genetica, e coli
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