Sembra uscito da un film di fantascienza, ma un team dell’Università della Danimarca meridionale e della Kent State University negli Stati Uniti ha spiegato in dettaglio come molecole ibride di DNA e proteine ​​appositamente progettate potrebbero eventualmente costituire la base di queste forme di vita artificiali.

L'idea è che i minuscoli bio-bot ingegnerizzati potrebbero essere codificati per affrontare specifici problemi di salute, sia che si tratti di fornire particolari tipi di farmaci o di stimolare determinate cellule di risposta del sistema immunitario del corpo.

"In natura, la maggior parte degli organismi ha nemici naturali, ma alcuni no", afferma il biotecnologo Chenguang Lou dell'Università della Danimarca meridionale.

"Ad esempio, alcuni virus che causano malattie non hanno nemici naturali. Sarebbe un passo logico creare una forma di vita artificiale che potrebbe diventare un loro nemico."

I ricercatori immaginano di creare questi alleati artificiali sotto forma di virus, batteri e cellule ingegnerizzati.

Queste forme di vita artificiale sono ancora lontane, ma i ricercatori hanno precedentemente costruito quello che viene chiamato un coniugato peptide-DNA: una molecola che combina sia il DNA (acido desossiribonucleico) che i peptidi (catene di amminoacidi utilizzate per formare proteine).

Il DNA offre un controllo preciso sul modo in cui la molecola è codificata, ma è limitato in termini di reazioni che può facilitare, mentre i peptidi (con 20 possibili combinazioni di aminoacidi) forniscono versatilità nella manipolazione dei loro ambienti chimici.

Oltre a utilizzare biomolecole ibride per costruire forme di vita artificiali, secondo il gruppo di ricerca gli scienziati potrebbero anche utilizzarle per costituire la base di vaccini virali , fornendoci un modo su misura per combattere le infezioni.

"Un vaccino virale artificiale potrebbe essere disponibile tra circa 10 anni", afferma Lou. "Ma con le conoscenze di cui disponiamo, in linea di principio non vi è alcun ostacolo alla produzione futura di organismi cellulari artificiali."

Secondo gli scienziati, l'integrazione dei principi di autoassemblaggio nel DNA e nei peptidi/proteine ​​consente un paradigma emergente per applicazioni chimiche e nanotecnologiche avanzate. Fino ad ora, la maggior parte della ricerca è stata dedicata a far lavorare insieme il DNA e i peptidi/proteine, nel tentativo di ottenere una sinergia strutturale/funzionale favorevole nelle nanostrutture ibride. Questi lavori di punta hanno posto i primi trampolini di lancio per dimostrare che il matrimonio tra DNA e peptidi/proteine ​​era una strategia di successo per le applicazioni nanotecnologiche, oltre a mostrare il suo enorme potere per la costruzione dal basso verso l’alto di varie nanoarchitetture che altrimenti sarebbero impossibili da realizzare utilizzando il DNA. o peptidi/proteine ​​da soli.

Tuttavia, rimangono diverse sfide da affrontare, che potrebbero ostacolare il rapido sviluppo di nanostrutture ibride DNA-peptide/proteina nei prossimi anni perchè, attualmente, non è disponibile alcun programma computazionale per accogliere sia il DNA che i peptidi/proteine ​​per assistere la progettazione e l'assemblaggio delle nanostrutture ibride desiderate. Inoltre, al momento, la maggior parte degli studi sono empirici e basati su tentativi ed errori.

"Siamo ancora agli inizi per questa ricerca – il campo stesso è emerso solo negli ultimi dieci anni – ma essere in grado di produrre molecole ingegnerizzate che siano allo stesso tempo molto adattabili e controllabili in modo molto preciso apre tutta una serie di possibilità", affermano gli scienziati.