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mercoledì 22 gennaio 2014

SCIENZIATI CREANO LA PRIMA CELLULA FATTA INTERAMENTE DI PLASTICA.

Le cellule eucariote sono tra i simboli della complessità raggiunta a livello chimico-biologico e gli scienziati stanno cercando di prendere a piene mani da questo manuale della natura, su come creare sistemi incredibilmente piccoli e complessi. Un esempio è il fatto che le cellule sono fatte di tanti piccoli compartimenti che permettono reazioni chimiche separate nello spazio. Questo consente di progettare una scala di reazioni che devono avvenire in un preciso ordine spazio-temporale formando così diversi gradienti di concentrazione o permettendo la separazione di componenti diversi di reazioni altrimenti incompatibili. Ora un team di scienziati (guidati da Jan van Hest della Radboud University Nijmegen e da Sébastien Lecommandoux dell'Università di Bordeaux) è riuscito a creare una cellula fatta di polimeri in grado di mimare questa divisione di compartimenti e la scala di reazioni.
Precedentemente i chimici erano riusciti a creare pareti cellulari artificiali, sezioni sintetiche di DNA in grado di auto-replicarsi e cellule batteriche sintetiche. Adesso però, per la prima volta, i ricercatori hanno usato dei polimeri per produrre una cellula eucariota artificiale in grado di eseguire multiple reazioni chimiche attraverso l'uso di organelli individuali.

Le cellule eucariote sono il fondamento della vita complessa come animali e piante. Quello che distingue le più antiche cellule procariote e le cellule eucariote è la presenza di organelli in quest'ultime. Gli organelli sono i compartimenti di cui parlavamo in apertura e agiscono come sotto-unità per portare avanti le varie funzioni specifiche della cellula.
Questa divisione in compartimenti è stata una delle chiavi principali che hanno portato al successo evolutivo della vita complessa sulla Terra. Oggi è di grande interesse per i chimici perché le pareti delle cellule sono capaci di effettuare processi chimici su scala estremamente piccola, in maniera molto difficile da riprodurre in laboratorio. Questo potrebbe però cambiare ora che hanno costruito questo nuovo prototipo di cellula in plastica.
"Vari team in competizione stanno lavorando per avvicinarsi alla biologia; un esempio è il team che riuscì a creare cellule con lipidi (acidi grassi). Ci piacerebbe rifarlo anche noi in futuro." ha spiegato Jan van Hest, scienziato che ha creato gli organelli in polimeri. Ha poi aggiunto: "Un altro grande passo sarebbe riuscire a creare cellule che producono la loro propria riserva di energia."
I ricercatori hanno usato una goccia d'acqua come struttura su cui costruire la cellula in polimeri. Per creare gli organelli hanno prodotto piccole sfere in un particolare tipo di poliestere, piene di enzimi e progettate per portare avanti precisi processi chimici. Questi nano-reattori sub-micrometrici venivano poi incapsulati in un rivestimento di un polimero chiamato "polybutadiene-b-poly polymersome", usando una centrifuga ad emulsione per formare una parete cellulare.
Diagramma di una membrana cellulare ed i suoi componenti. Credit: wikimedia
Questo ha permesso la formazione di una struttura a compartimenti che somiglia molto alla struttura interna delle cellule eucariote. Come esito finale, van Hest e Peters sono riusciti, usando la fluorescenza, a mostrare che la cellula è in grado di eseguire una "scala di reazioni" in perfetta sequenza, come una normale cellula.
"Stiamo anche lavorando su nuovi modi per controllare il movimento dei composti chimici interni alla cellula, verso gli organelli" ha spiegato van Hest. "Simulando queste cose, impariamo molto di più sulle cellule viventi. Un giorno potremmo anche essere in grado di fare qualcosa che somiglia ad una vera cellula."
A livello tecnologico, questi progressi ci avvicinano verso tecnologie in grado di riprodurre artificialmente la fotosintesi, creare migliori bio-combustibili e sintetizzare particolari composti chimici difficili da ottenere altrimenti.

FONTI QUI E QUI