Cos’è la biologia sintetica?

Il termine biologia di sintesi è una disciplina a cavallo tra ingegneria e biologia interessata a costruire sistemi biologici artificiali combinando conoscenze di chimica, biotecnologie, ingegneria genetica, biologia molecolare, biologia dei sistemi, ingegneria dei tessuti, biofisica,ingegneria chimica, bioinformatica, ingegneria elettrica e delle comunicazioni, biologia evoluzionistica e teoria dei controllo. La biologia sintetica applica tali tecnologie per ingegnerizzare sistemi biologici a scopi di ricerca, ingegneristici e per applicazioni mediche e biotecnologiche. Sono attualmente nel dominio della biologia sintetica la progettazione e la fabbricazione di componenti e sistemi biologici non ancora esistenti in natura e la riprogettazione e produzione di sistemi biologici già presenti in natura.

Ma perché le piante sono così speciali?

Tutto quello che un organismo è in grado di fare dipende dalla capacità di ognuna delle sue cellule di produrre migliaia di sostanze diverse. L’istruzione per farlo sono contenute in molecole di DNA che è un po’ come il software di un computer. Oggi però i biologi stanno imparando a programmare il software della vita per trovare nuovi modi che servono a noi e si chiama biologia sintetica. Una delle startup più avanzate al mondo ha preso il nome della pianta ginkgo biloba.

Ginkgo Bioworks è una società di Boston negli Stati Uniti, fondata nel 2008.

Questa società di Boston, fondata da un team di scienziati di MIT e  dal maxi incubatore americano Y Combinator, ha sviluppato una tecnologia che utilizza il lievito come base per produrre microbi da inserire in ogni tipo di sostanze, compresi profumi, cosmetici e dolcificanti. Ginkgo Bioworks può utilizzare questa tecnologia in tutta una serie di prodotti per renderli migliori. All’inizio di quest’anno, la società ha acquistato uno dei suoi maggiori fornitori di DNA sintetici, il Gen9 di Boston. Gli investitori sono ottimisti in quanto l’acquisto consentirà a Ginkgo di abbassare i costi. Investitori tra cui Cascade Investment (società di gestione patrimoniale di Bill Gates) e Allen & C., hanno versato 154 milioni di dollari nella società sin dalla sua fondazione nel 2008. Programmare una cellula non è facile, bisogna provare tante variazioni del software prima di trovare quella giusta.

Per fare presto e abbassare i costi, i ricercatori di Ginkgo Bioworks hanno realizzato un laboratorio di oltre novemila metri quadri quasi interamente robotizzato. Le macchine producono combinazioni genetiche diverse, le inseriscono nelle cellule, le allevano, estraggono i prodotti e li analizzano se c’è quello giusto. Provano anche diverse combinazioni di nutrienti per le cellule,di temperature e di tempi di crescita per ottimizzare il processo. Per ogni nuovo prodotto si testano migliaia di programmi genetici diversi e di condizioni. In questo modo Ginkgo Bioworks ha già sviluppato cellule che producono gli enzimi necessari per accelerare la produzione dei vaccini anti covid di moderna e anche cellule che producono eparina evitando di estrarla dagli animali. I dati di ogni esperimento vengono conservati perché sono preziosi in quanto svelano ogni funzionamento delle cellule e vanno a costituire una libreria di ricette da applicare a problemi nuovi e più complessi.

MA DOVE VUOLE ARRIVARE LA BIOLOGIA SINTETICA?

Le biotecnologie saranno economiche e verranno usate in nuovi settori come è avvenuto con i computer. Un giorno tutti potranno parlare alla natura con il suo linguaggio.  Per ora la biologia sintetica sta muovendo solo i primi passi ma decine di aziende grandi e piccole hanno scelto la stessa strada. Il mercato per chi riuscirà sarà enorme ma non sarà facile e si faranno degli errori come ogni nuova tecnologia. Forse un giorno anche la biologia sintetica ci aiuterà a usare le risorse del nostro pianeta in modo più sostenibile come le piante hanno sempre fatto.