Biologia sintetica: cos'è e quali sono i rischi delle sue applicazioni...

Craig Venter ha aperto una porta che sarà difficile richiudere. La biologia non si limita più a descrivere gli esseri viventi. Li può creare.

 

Che cos’è la biologia sintetica?

Il termine biologia sintetica compare per la prima volta molti anni fa, come titolo di un articolo apparso sulla rivista Nature nel 1913. Ricompare nella letteratura scientifica nel 1974, dopo un intervallo di settant’anni, utilizzato come sinonimo di ingegneria genetica, ad opera del genetista polacco Waclaw Szybalski. Ecco le sue profetiche parole: <<Ora stiamo lavorando in una fase prevalentemente descrittiva della biologia molecolare… La vera sfida inizierà quando cominceremo a sviluppare la biologia sintetica.. Potremmo allora aggiungere nuovi moduli a genomi già esistenti, o realizzare genomi interamente nuovi. Sarà un settore con possibilità virtualmente illimitate di espansione…>>.
Szybalsky aveva già compreso che la biologia sintetica avrebbe offerto la possibilità di rifare la vita a partire da geni creati dall’uomo; del resto, un secolo esatto fa questo era il fine della biologia individuato da Jacques Loeb (per inciso, è un obiettivo che Venter, nonostante il suo proclama, non ha raggiunto, essendosi limitato a <<riempire>> una cellula con materiale genetico tratto da un’altra cellula, quindi non artificialmente realizzato). Come spesso accade allorché si tratta di nuove discipline, i confini restano non ben definiti. Ha osservato la biologa e giornalista scientifica Anna Meldolesi: <<se chiedete a cinque scienziati di definire la biologia sintetica avrete sei risposte diverse. Nella sua accezione più moderata rappresenta l’ingresso dell’ingegneria genetica nella piena maturità, essendo ora possibile intervenire su intere reti geniche anziché su singoli geni in modo sempre più preciso e prevedibile. Per i più estremisti indica la possibilità di creare forme vitali con pochi materiali di partenza>>.
In effetti, la biologia sintetica comprende – secondo una delle definizioni più diffuse - le tecniche, proprie dell’ingegneria genetica, di aggiungere o sottrarre singoli geni a un organismo, ma anche interventi rivolti a modificare i processi di formazione delle cellule in modo da ottenere organismi nuovi, secondo progetti predeterminati. È quindi una disciplina che combina aspetti di ricerca scientifica propri della biologia con aspetti pratici tipici dell’ingegneria genetica. Non solo. Confluiscono nella biologia sintetica anche l’insieme delle tecniche che permettono di creare – cioè produrre artificialmente - singoli geni all’interno di una determinata sequenza di DNA, in modo da realizzare artificialmente organismi predisposti per ottenere prestazioni desiderate. E confluiscono nella biologia sintetica anche conoscenze derivate dalle nanoscienze e dalle nanotecnologie, come ricorda David Rejeski, il direttore dello Science and Technology Innovation Program e del Synthetic Biology Program presso il Woodrow Wilson International Center a Washington, DC. Tutte queste discipline – ingegneria genetica e biotecnologie, nanoscienze e nanotecnologie e, infine, biologia sintetica - sono spesso qualificate come “emerging technologies”. Si tratta di una qualifica che non è esatta se con essa si fa riferimento al fatto che esse siano in una fase iniziale di sviluppo. Tanto le biotecnologie quanto le nanoscienze sono ormai infatti da tempo presenti sul mercato. Per ciò che riguarda le biotecnologie, si è già detto sopra. I prodotti ottenuti con nanotecnologie sono invece presenti nel commercio e nell’ambiente dalla metà degli anni Novanta del secolo scorso e la ricerca e i finanziamenti pubblici e privati al settore sono in continuo aumento. La qualifica di tecnologie emergenti può essere invece condivisa se con essa si fa riferimento al fatto che queste discipline non hanno ancora espresso tutte le loro potenzialità: la capacità di controllare e modificare la materia a livello delle sue componenti strutturali di base, atomi e molecole comporterà un cambiamento in tutto ciò che viene oggi manifatturato, dall’elettronica ai prodotti farmaceutici, dai combustibili al cibo. Con la biologia sintetica, in particolare, si verificheranno profondi cambiamenti nella medicina, nelle attività cognitive e nel rapporto dell’uomo con l’ambiente e nell’uso delle risorse naturali.
Il rapporto predisposto nel 2006 dal gruppo di lavoro costituito all’interno del programma dedicato alle scienze e alle tecnologie emergenti (NEST) dall’Unione europea indica tra le potenziali applicazioni di questa nuova disciplina tutti i settori della biomedicina e della biofarmaceutica.



I prodotti della biologia sintetica possono essere, almeno di un ordine di magnitudo, più potenti ed invasivi di quelli della biotecnologia tradizionale. La biologia sintetica tenta di costruire nuovi ed unici organismi- dalla “testa” ai “piedi”. A differenza dell’odierna ingegneria genetica, che “taglia ed incolla geni già esistenti da una specie all’altra, la biologia sintetica riscrive il codice della vita per creare nuovi moduli DNA programmati per auto-assemblarsi con altri moduli così da generare l’organismo del progettista (principalmente virus e batteri) capace di funzioni normalmente associate con linee di produzione meccanica. Esistono già diverse aziende nella biologia sintetica che ricevono fondi per interessi di governi, militari e privati. Almeno 39 aziende di sintesi del gene stanno producendo DNA artificiali e parti di DNA (oligonucleotidi). La maggior parte delle aziende americane sono situate nell’area di Boston (dove si trova il Massachusetts Institute of Technology), attorno a Berkeley, in California ed al Craig Venter’s Institute for Genomic Research nel Maryland.

Molta della biologia sintetica sta ancora ricercando “prove di principio” che coinvolge espedienti quali microbi che lampeggiano a ritmo coordinato o batteri sensibili alla luce che possono catturare un’immagine fotografica. Parte del lavoro, tuttavia, comporta importanti implicazioni per la biodiversità e la vita. Ricercatori in Florida ed in California, ad esempio, hanno come standard 4 lettere del DNA (A,C,G,T) costruite su una quinta e, in seguito, una sesta lettera, cosi da rendere teoricamente possibile la creazione di specie di incredibile complessità.

PREOCCUPARSI? 

Nel prendere il controllo del codice genetico per generare interi nuovi organismi e virus, la biologia sintetica ha il potenziale per estendere ed aumentare enormemente il rischio dell' ingegneria genetica ed ampliare ulteriormente gli scenari problematici possibili…

Biosicurezza: Mentre l’ingegneria genetica muove uno o due geni da una specie esistente ad un altra esistente, la biologia sintetica costruisce interamente nuovi genomi che la natura non ha mai visto. I regimi di biosicurezza sono desolatamente inadeguati ed impreparati per questi sviluppi. I biologi nel sintetico parlano di ridurre la genetica a “parti standard” o “BioBricks” [Biomattoni] – ma la vita non è un codice di un computer o di ingegneria elettronica. Errori potrebbero avere tardive e letali ricadute.
Biowarfare: La biologia sintetica permette agli scienziati di ricostruire il virus “flu”che uccise nel 1918 in Spagna 50-100 milioni di persone. I ricercatori lavorano ordinariamente con parti di Ebola, di febbre rompiossa, vaiolo, West Nile e altri patogeni. La predizione del risultato di nuove combinazioni di DNA sarà impossibile ma potrebbe condurre alla creazione di organismi interamente nuovi di malattie attraenti per aggressori. Mentre i governi rendono illegali la produzione e l’esportazione di agenti patogeni, parti od interi patogeni potrebbero essere prodotti, comprati e ricostruiti.
Geoingegneria: Il dipartimento americano di Energia e i governi di almeno 25 altri stanno attivamente perseguendo la modificazione “techno-fixes” meteo-climatica presupponendo che l’Accordo di Kyoto fallirà e l’unica opzione sarà attraverso la geoingegneria. Passate iniziative del DOE (US Department of Energy) hanno implicato l’uso di nanoparticelle di ferro per ridurre le temperature oceaniche. Craig Venter [ http://en.wikipedia.org/wiki/Craig_Venter] cerca di usare la biologia sintetica per produrre i nuovi organismi per “sequestrare” l’anidride carbonica e per attenuare il cambiamento di clima. 
Economia: La biologia sintetica è una tecnologia ad intensità di capitale che probabilmente avrà un impatto massiccio sul downstream [parte finale del processo di produzione] di una popolazione marginale se adattata e promossa. Gli effetti verranno in un primo tempo nell’agricoltura e nella salute ma poi pure nel cambiamento climatico a livello di geo-ingegneria. Microbi sintetici programmati per produrre sostanze industriali, potranno potenzialmente destabilizzare le economie e gli impieghi nel sud economico [paesi arretrati economicamente].
Etica: Ci sono enormi implicazioni etiche intorno alla creazione di nuove forme di vita. Possiamo creare nuove forme di vita di fronte ad enormi quesiti che riguardano la stessa sicurezza non solo umana ma di tutta la biosfera?
Controllo: come nel campo del biotech, aziende stanno gia patentando critici processi e tecnologie biologiche sintetiche. Anche se all’interno della comunità della biologia sintetica vi sono difensori di una biologia open-source, altri come Craig Venter hanno un lungo record di biopirateria, approfittando di sequenze di geni umani e non-umani. Vista la possibilità di privatizzare e monopolizzare la scienza, diventa molto attrattivo per le aziende ricercare profitti prima di soddisfare bisogni sociali.
Biologi nel sintetico promuovono l’autogoverno poiché chi sviluppa nuove formi di vita da zero va oltre l’ingegneria genetica, temono la polemica globale che avvolge l’ingegneria genetica poiché potrebbe bloccare il loro lavoro. In reazione, ricercatori stanno sviluppando delle soluzioni mediatiche, organizzando “dibattiti municipali” ed esponendo la loro propria versione della dichiarazione di Asilomar.



“Ci sono due modi per trattare con pericolose tecnologie,” dice Tom Knight, una figura principale della biologia sintetica al Massachusetts Institute of Technology. “La prima è tenere le tecnologie segrete. La seconda è farlo più velocemente e meglio di chiunque altro. Secondo me non abbiamo altra scelta che la seconda.” – New Scientist, 18 Maggio 2006



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