Molte volte le idee dell’uomo prendono spunto dalla natura o da modelli biologici: vi abbiamo parlato qualche giorno fa delle reti neurali, e di come il cervello animale sia stato preso d’esempio per la creazione di software con capacità di apprendimento. Seguendo questa linea, oggi parliamo di iCHELLs, che non è una nuova app per iPhone, bensì un progetto dell’Università di Glasgow per ricreare cellule artificiali “vive” con proprietà simili a quelle naturali: dalla fotosintesi per la produzione di energia fino ad arrivare -addirittura- alla riproduzione ed evoluzione.

La cellula biologica

Una cellula è la più piccola unità che possa essere definita “vivente“: si nutre, produce materiale di scarto, è sensibile ed interagisce a stimoli esterni (come, ad esempio, la temperatura), comunica con altre cellule e si riproduce. Ogni cellula contiene la molecola di DNA che sta alla base della riproduzione ma anche dell’evoluzione. E’organizzata in modo da avere al suo interno molti organelli, il corrispondente della cellula dei polmoni, dello stomaco, del cuore animali: dei veri e propri “organi” della cellula. La membrana cellulare, ossia la “pelle” della cellula, è porosa e può fare entrare ed uscire sostanze altamente selezionate e filtrate. Ma, caratteristica più importante: la cellula è formata principalmente da molecole a base di atomi di carbonio, che infatti è il principale costituente animale (circa il 20%)  e vegetale (12-13%) dopo l’acqua, che costituisce il 60-65% del corpo, grazie alla sua particolare “posizione” all’interno della tavola periodica degli elementi.

iCHELLs: la cellula artificiale

Ma il carbonio è solo il modo più “economico” per la natura di creare molecole e organizzarle in esseri viventi. Nessuno e niente vieta alla natura di avere utilizzato atomi di materiale diverso in forme di vita, magari aliene ed extraterrestri. E’ da qui che è cominciata la riflessione di Lee Cronin, chimico dell’Università di Glasgow, Inghilterra.

Cronin e il suo staff hanno infatti creato delle cellule simili a quelle viventi partendo non dal carbonio, ma da composti derivati da metalli, come il tungsteno, dando “vita” alle prime cellule inorganiche conosciute. E da qui il loro nome: iCHELLs è soltanto l’acronimo di “inorganic chemical cells”, cellule chimiche inorganiche.

In realtà, le cellule create da Cronin non sono viventi, ma hanno funzioni simili a quelle viventi: diciamo che Cronin ha creato un’impalcatura su cui poi poter lavorare e ricercare per creare cellule artificiali “life-like”. Le iCHELLs, infatti, proprio come le loro controparti naturali (e del tutto funzionanti, per fortuna!) hanno una membrana porosa, che permette l’entrata e l’uscita di particolari sostanze, che possono poi interagire con la cellula. Possono essere introdotte iCHELLs dentro altre iCHELLs, creando dei compartimenti che simuleranno in futuro gli organelli cellulari. Ma, cosa ancora più strabiliante, le iCHELLs sono state fornite di un rudimentale sistema di fotosintesi: se illuminate, infatti, riescono a dividere una molecola di acqua in ioni idrogeno, elettroni e ossigeno, liberando così (dalla rottura dei legami tra gli atomi) energia del tutto pulita, proprio come fanno gli alberi. Caratteristica, questa, che potrebbe avere una forte risonanza anche al di fuori del settore delle biotecnologie.

Last, but not least: sebbene le iCHELLs siano ancora ben lontane dal poter ricreare quel complesso meccanismo che è la replicazione del DNA, ossia quella catena di eventi che porta alla riproduzione della cellula (la molecola di DNA viene riprodotta in una specie di copia-incolla, e da una cellula se ne creano due, una con la molecola di DNA originale e l’altra con la copia), Cronin ha fornito le nostre cellule inorganiche  di catene di molecole che possono utilizzare loro stesse come modello di copia. Diciamo che è un primo passo verso la riproduzione delle iCHELLs.

Il futuro delle iCHELLs

Nei prossimi mesi, le iCHELLs verrano messe a dura prova: secondo i piani, infatti, popolazioni diverse di cellule verranno inserite in ambienti inospitali: acidi o basici, a temperature estreme etc. Questo, in teoria, dovrebbe selezionare i gruppi di cellule più forti per ogni ambiente: proprio come nella selezione naturale, i deboli sono destinati ad estinguersi ed i forti a sopravvivere. Ma questo implica, in teoria, una considerazione ancora più importante. Secondo lo staff che sta lavorando al progetto, infatti, le iCHELLs dovrebbero avere addirittura la capacità di riorganizzare chimicamente la propria struttura molecolare e renderla più resistente ad ambienti per loro più inospitali. E cos’altro non è questo se non l’evoluzione naturale?

Gli sviluppi sembrano essere ad oggi inimmaginabili. La ricerca di Cronin potrebbe avere aperto le porte ad un nuovo paradigma di come si possa essere sviluppata la vita e, per assurdo (se si pensa che è una cosa del tutto artificiale), a dover riconsiderare il concetto stesso di “vita biologica”.