4 lettere: dal DNA a 8 lettere: la nuova impresa degli scienziati

10 Purattasi 2026 Introduzione Sulla Terra, dai batteri alla balenottera azzurra, tutti gli organismi viventi conosciuti utilizzano lo stesso linguaggio genetico (Genetic Alphabet) composto da quattro lettere: adenina (A), timina (T), citosina (C) e guanina (G). Queste quattro lettere si appaiano secondo uno schema specifico nella struttura a doppia elica del DNA, immagazzinando l’informazione genetica degli organismi e trasmettendola alla generazione successiva. Ora, scienziati dell’Università della California, San Diego (UC San Diego) hanno dimostrato che questo linguaggio genetico “universale” può essere raddoppiato e che un linguaggio esteso a otto lettere può essere letto con precisione dagli stessi macchinari naturali delle cellule. Pubblicato il 2 settembre 2026 sulla rivista “Nature Communications”, questo studio rappresenta una tappa fondamentale nel campo della biologia sintetica. Dettagli della scoperta Il gruppo di ricerca guidato dal professor Dong Wang della Skaggs School of Pharmacy di UC San Diego ha condotto questo studio concentrandosi su un enzima cellulare cruciale chiamato “RNA polimerasi” (RNA Polymerase). Questo enzima legge il DNA e produce RNA: si tratta del primo passaggio dell’espressione genica (Gene Expression). Il team ha utilizzato una tecnologia di imaging altamente avanzata, la “crio-microscopia elettronica” (Cryo-Electron Microscopy), per catturare l’attività dell’enzima su una scala più piccola della larghezza di un atomo. Il linguaggio a otto lettere “Hachimoji” Il linguaggio genetico esteso utilizzato in questo studio è chiamato “Hachimoji” (Hachimoji) — termine giapponese che significa “otto lettere” — e indica un sistema che combina quattro lettere naturali con quattro nuove lettere del DNA create artificialmente. Il gruppo di ricerca ha scoperto che l’enzima RNA polimerasi del batterio E. coli riconosceva ed elaborava queste nuove lettere con la stessa precisione e secondo lo stesso meccanismo con cui identifica le lettere naturali. Perché questa scoperta è importante? In precedenza, gli scienziati avevano già creato in laboratorio lettere di DNA artificiali. Tuttavia, la sfida principale era stabilire se i macchinari naturali delle cellule (gli enzimi che copiano e leggono il DNA) fossero in grado di processare correttamente queste nuove lettere. Se questi enzimi inciampano sulle nuove lettere, possono verificarsi errori nell’informazione genetica. Questo nuovo studio ha confermato che un importante enzima naturale — senza alcuna riprogettazione — può elaborare accuratamente queste nuove lettere. È una prova chiave del fatto che l’informazione genetica estesa può essere processata senza dover riprogettare completamente le cellule. Funzionamento anche senza legami a idrogeno Lo stesso gruppo di ricerca, in un altro studio pubblicato il 12 agosto 2026 su “PNAS” (Proceedings of the National Academy of Sciences), ha riportato una scoperta ancora più sorprendente: l’enzima RNA polimerasi è riuscito a riconoscere ed elaborare anche una coppia di lettere di DNA artificiali priva di legami a idrogeno. In generale, si ritiene che i legami a idrogeno siano indispensabili per tenere unite le due eliche del DNA; pertanto, il fatto che l’enzima possa funzionare anche in assenza di tali legami ha sollevato nuove domande nella comprensione fondamentale della genetica. Applicazioni pratiche I ricercatori ritengono che questa scoperta non sia rilevante solo per l’interesse della scienza di base, ma possa anche aprire la strada a molte applicazioni pratiche importanti. In precedenza, utilizzando linguaggi genetici estesi, sono state create molecole di DNA artificiali in grado di identificare cellule di cancro al fegato. Comprendere come l’RNA polimerasi legga con precisione queste lettere artificiali fornisce la base molecolare per sviluppare nuovi strumenti diagnostici (Diagnostics), terapie (Therapeutics) e sistemi biologici ingegnerizzati (Engineered Biological Systems) capaci di svolgere nuove funzioni non presenti in natura. L’obiettivo di lungo periodo della biologia sintetica L’estensione del linguaggio del DNA è uno degli obiettivi di lungo periodo nel campo della biologia sintetica (Synthetic Biology). Se, mediante ingegneria, si riuscisse a creare organismi capaci di produrre nuovi amminoacidi non presenti in natura o di svolgere nuove funzioni, ciò potrebbe portare cambiamenti rivoluzionari in medicina, agricoltura e industria. Per esempio, potrebbero essere sviluppati microrganismi in grado di produrre nuovi tipi di proteine o sistemi cellulari capaci di sintetizzare componenti farmacologici inesistenti in natura. L’accoglienza prudente della comunità scientifica Sebbene questa scoperta sia stata ampiamente apprezzata, come parte del metodo di ricerca scientifica, ricercatori indipendenti stanno esaminando attentamente questi risultati. Il fatto di aver catturato direttamente la struttura molecolare tramite crio-microscopia elettronica è considerato una prova diretta e molto più solida rispetto a evidenze indirette precedenti (come i tassi di errore). Conclusione Questa scoperta, che estende il linguaggio genetico fondamentale degli organismi viventi, amplia i confini della biologia verso nuove direzioni. La capacità di espandere il linguaggio genetico da quattro a otto lettere potrebbe aprire la strada, in futuro, a progressi rivoluzionari in medicina, diagnostica e biologia ingegneristica. Rappresenta un capitolo scientifico fondamentale che dimostra come il linguaggio di base della vita stessa possa essere un sistema aggiornabile dall’uomo. Pubblicazione: Arivuppasi Media