SpudCell: la prima cellula sintetica con un ciclo di vita completo

      Gli scienziati del Minnesota hanno costruito una cellula da zero. Può nutrirsi, crescere e dividersi, e compete con la propria prole. I suoi creatori non affermano che sia viva. Ma la linea tra chimica e biologia è diventata molto più sottile.

      Il team dell'Università del Minnesota chiama la sua creazione SpudCell e afferma che è la prima cellula sintetica a completare un intero ciclo di vita.

      I tentativi precedenti hanno ridotto un microbo vivente ai suoi elementi essenziali. SpudCell funziona al contrario, costruita interamente dal basso verso l'alto. Utilizza solo sostanze chimiche conosciute, nessuna delle quali è viva. Un preprint, ancora in attesa di revisione paritaria, descrive il lavoro.

      La ricetta è ingannevolmente semplice. Ogni cellula è una minuscola bolla di lipidi avvolta attorno a un genoma di circa 90.000 coppie di basi, suddiviso in sette filamenti di DNA. All'interno ci sono 36 enzimi purificati che leggono quel DNA e costruiscono proteine.

      La cellula cresce fondendosi con bolle "nutritive" che forniscono lipidi e nutrienti. Si divide senza la struttura interna su cui si basano la maggior parte delle cellule, dividendosi quando le proteine affollano la sua superficie fino a quando la membrana cede.

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      Il risultato più sorprendente è la competizione. Il team ha introdotto una modifica genetica che ha fatto sì che le cellule costruissero più di una proteina chiave. Quelle cellule crescevano più velocemente e lasciavano più prole. Dopo cinque generazioni, la variante più veloce aveva superato l'originale. Questa è selezione naturale, che opera in un sistema completamente sintetico.

      Il lavoro riscrive anche una regola empirica. Le stime precedenti ponevano il genoma più piccolo possibile per una cellula vivente a circa 113.000 coppie di basi. SpudCell funziona con 90.000. La sua scienziata principale, la biochimica Kate Adamala, ha detto a The Register che il punto non è la cellula stessa.

      “SpudCell è la prova di ciò che è possibile,” ha detto. Mostra, ha aggiunto, che le molecole non viventi possono assemblarsi in qualcosa che si comporta come la vita.

      Molto lontano dall'essere viva

      SpudCell è anche, secondo le parole di Adamala, un “organismo incredibilmente debole.” Non può costruire i propri ribosomi, le macchine che producono proteine. Quindi i ricercatori devono continuare a nutrirla. Ogni linea dura solo cinque-dieci generazioni prima che le sue parti prese in prestito si esauriscano. Si divide una volta ogni 12 ore circa, mantenuta a una temperatura calda di 30°C. Questo è molto più lento di E. coli, e non può sopravvivere al di fuori del laboratorio.

      Questi limiti sono importanti per la domanda più grande: è viva? La maggior parte dei ricercatori dice di no, e il team è d'accordo. John Glass, uno scienziato delle cellule sintetiche presso il J. Craig Venter Institute che non è stato coinvolto, ha detto al New York Times che essere vivi non è una condizione precisa. È, ha detto, un po' come la vecchia frase sull'oscenità: lo sai quando lo vedi.

      Anche così, ha giudicato SpudCell molto più vicina alla vita di qualsiasi cosa il campo bottom-up avesse costruito prima.

      Perché costruire una cellula

      Il premio è il controllo. Gli ingegneri possono riprogrammare una cellula quando conoscono ogni sua parte. Adamala parla di una futura “bioeconomia” in cui le cellule ingegnerizzate producono medicinali, catturano carbonio o producono materiali che la chimica industriale non può. È la stessa promessa che guida il boom più ampio dell'ingegneria biologica.

      Quel boom va dai robot viventi auto-replicanti e forme di vita da cellule staminali alla prima terapia CRISPR approvata e grandi scommesse AI sulla biologia come l'acquisto biotech di Anthropic.

      Tanta potenza invita alla cautela. Poiché SpudCell non può vivere al di fuori del laboratorio, gli esperti di biosicurezza affermano che oggi non rappresenta una minaccia. Ma il campo sta osservando. Gli strumenti, ha notato un esperto, non sono né buoni né cattivi di per sé. Per mantenere la scienza aperta piuttosto che bloccata in poche mani private, il team di Adamala ha lanciato un'organizzazione no-profit, Biotic, affinché altri laboratori possano copiare e ampliare il lavoro, l'hype e i limiti rigorosi allo stesso modo.

      Il nome aggiunge un tocco finale. Il team lo chiamava inizialmente “Potato Cell,” un omaggio alle radici polacche di Adamala, prima di accorciarlo. La folla della de-estinzione, dai lupi diretti di Colossal in poi, non ha nulla su un tubero che compete per sopravvivere.