Fiecare diviziune celulară din corpul nostru se bazează pe adevărate fotocopiatoare biologice de o precizie uimitoare, esențiale pentru duplicarea codului nostru genetic.
Cu toate acestea, un studiu recent, condus de Universitatea din Bristol, a scos la iveală un talent cu totul neașteptat al acestor enzime: ele sunt capabile să creeze secvențe lungi de ADN de la zero, aproape din nimic.
Acest fenomen, privit mult timp ca o simplă ciudățenie a naturii, este pe cale să revoluționeze viitorul biotehnologiei. Pentru ca o celulă să se poată divide, ea trebuie mai întâi să-și cloneze manualul de instrucțiuni.
Această sarcină colosală este încredințată ADN polimerazelor, proteine specializate care citesc șirul de ADN existent pentru a crea o copie perfectă, literă cu literă.
Încă din anii 1960, biologii știau că aceste „mașinării” biologice puteau, ocazional, să „derapeze” și să sintetizeze ADN fără a avea la dispoziție vreun model. Acest proces imprevizibil fusese numit, într-o manieră afectuoasă, „măzgălitură” genetică.
Până acum însă, rezultatul acestei creații libere a rămas un mister științific. Grație tehnologiilor ultramoderne de secvențiere nanopore, echipa de la Universitatea din Bristol a reușit, în sfârșit, să descifreze aceste creații spontane.
Surpriza a fost considerabilă: departe de a fi doar o succesiune de litere absurde, secvențele generate variau de la simple repetiții de bază la modele arhitecturale extrem de elaborate.
Adevărata descoperire a acestui studiu, publicat în revista Nature Communications, nu constă doar în observarea fenomenului, ci în capacitatea de a-l „îmblânzi.” Cercetătorii au descoperit că pot dicta comportamentul acestor polimeraze „rebele.”
Improvizația mașinăriei biologice nu este, așadar, o fatalitate.
Acționând pur și simplu asupra temperaturii mediului ambiant sau privând intenționat proteina de unele dintre cele patru „litere” fundamentale ale ADN-ului (nucleotidele), oamenii de știință au reușit să direcționeze procesul de creație.
De exemplu, oferind doar două elemente constitutive în loc de patru, polimeraza a început să creeze modele repetitive de o regularitate absolută, producând lanțuri genetice care depășeau, uneori, o mie de baze.
Această descoperire plasează instantaneu metodele noastre tehnologice actuale în categoria antichităților. În prezent, pentru a scrie ADN artificial în laborator, depindem de procese chimice extrem de lente și laborioase, care cu greu reușesc să asambleze mai mult de câteva sute de baze la rând.
În contrast, „măzgălitura” biologică este capabilă să genereze fragmente uriașe, depășind 85.000 de baze, într-o singură reacție.
Pentru profesorul Thomas Gorochowski, co-autor al studiului, ceea ce era o simplă curiozitate de laborator s-a transformat acum într-un instrument de o putere extraordinară.
Prin combinarea acestei capacități de producție masivă cu proiectarea de noi proteine prin inteligența artificială, știința se apropie cu pași repezi de momentul în care vom putea „imprima” secvențe gigantice de cod genetic personalizat, într-un mod rapid, țintit și în întregime artificial.
