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La fabbrica della vita (inorganica)

FUTURO – La vita, tutta quella che conosciamo, ha qualcosa in comune. È l’atomo del carbonio: tutte le molecole organiche ne hanno almeno uno nella loro struttura. Dunque il carbonio è il mattone fondamentale della vita (consiglio anche di leggere una breve rassegna sulle definizioni scientifiche di vita fatta da Carl Sagan): quest’atomo  unisce sia la capacità di legarsi con altri atomi (a seconda della forma in cui si presenta può legarsi con 4, 3 o 2 altri atomi) sia la facilità di spezzare questi legami (dunque non forma molecole troppo stabili, in grado di cambiare forma e interagire con altre molecole). Questa sua vivacità l’ha reso il “collante” più in voga nel mondo organico, tanto che non si trovano molecole organiche che fondino la loro biochimica su un altro atomo. In teoria sarebbe possibile sostituire il carbonio col silicio, spiegano gli scienziati, ma le molecole risultanti sarebbe estremamente stabili e quindi incapaci di compiere tutte quelle interazioni necessarie per la vita.

Gli scienziati da anni si lambiccano il cervello: potrebbero davvero esistere forme di vita non basate sul carbonio? Se sì, bisogna spingersi fino a qualche pianeta lontano o magari sono già qui sulla nostra Terra che vivono accanto a noi e non le abbiamo mai notate?

Il desiderio di trovare biochimiche alternative per la vita è talmente forte che talvolta è fonte di clamorose cantonate. L’ultima in ordine cronologico è il famoso arsenico-gate: la NASA aveva di recente sostenuto di aver individuato dei batteri la cui anziché usare il fosforo (altra sostanza importante nei processi biologici) preferivano l’arsenico nei processi biochimici, in particolare nella costruzione degli acidi nucleici (DNA e RNA). Lo studio è stato successivamente seppellito da una valanga di insulti e se anche gli autori continuano a sostenerne la validità, la comunità scientifica è abbastanza convinta che si tratti solo di un abbaglio.

Nel frattempo che si continua a cercare nello spazio – anche se al momento prove dell’esistenza di una  biochimica alternativa per la vita non ce ne sono – c’è chi alla luce del motto “chi fa da se fa per tre” la vita inorganica ha pensato di fabbricarsela in laboratorio. Lee Cronin all’Università di Glasgow dirige un laboratorio la cui mission è proprio quella di studiare (e possibilmente riprodurre) la vita inorganica. Già l’anno scorso in un articolo su Science, lo scienziato ha dimostrato come i poliossometallati (molecole inorganiche) possono autoreplicarsi e subire pressioni evolutive. Quest’anno in un nuovo lavoro, fresco fresco di pubblicazione sulla rivista Angewandtechemie, Cronin cerca di risolvere il problema della compartimentazione.

L’unità funzionale della vita forse più pervasiva in natura è la cellula, e cioè uno spazio delimitato (da una membrana) in grado di garantire un passaggio controllato di energia, materiali e ioni, dall’interno verso l’esterno e viceversa. Cronin ritiene che creare un analogo della cellula (a qualcuno qui verrà in mente il lavoro dell’anno scorso di Craig Venter, che ha creato una cellura di batterio artificiale, tutto però rigorosamente organico) ma fatto di molecole inorganiche sia un passaggio fondamentale per la vita inorganica. Detto fatto, iniettando una soluzione di poliossometallati (POM) in una soluzione di ioni positivi chiamata con la sigla DIP-me (metil diidromidazofenantridinio, spero di averlo scritto bene) ha ottenuto l’autoassemblamento di una membrana che compartimenta la seconda soluzione nella prima (nel video qui  vedete la procedura).

Le membrane che si formano così sono selettive, nel senso che lasciano passare alcuni tipi di ione attraverso (in una delle due direzioni possibili), mentre altri no. Le cellule inorganiche così create sono state battezzate iCHELLs (Inorganic Chemical Cells) e hanno dimesioni che variano da pochi micrometri a diversi millimetri. La membrana che si forma è in grado di autoripararsi nel caso di rottura. Naturalmente non le si può definire vive. Si tratta solo di un primo passo, ma Cronin crede che unendo i risultati dello studio precedente sui poliossimetalati e le iCHELLs si possa arrivare a delle vere e proprie cellule inorganiche in grado di riprodursi ed evolversi.

Le ricadute di uno studio del genere sarebbero enormi: una conferma della selezione naturale come meccanismo generale della natura (non riservato solo alla materia organica), suggerimenti importanti sulla nascita della vita sulla Terra, e importanti applicazioni tecnologiche (per esempio queste cellule non biolgiche potrebbero fungere da vettore per alcune sostanze chimiche, o come veri e propri microlaboratori dove condurre reazioni chimiche). Sopra la conferenza TED dove Cronin di recente ha raccontato il suo lavoro.

Federica Sgorbissa
Federica Sgorbissa è laureata in Psicologia con un dottorato in percezione visiva ottenuto all'Università di Trieste. Dopo l'università, ha ottenuto il Master in comunicazione della scienza della SISSA di Trieste. Da qui varie esperienze lavorative, fra le quali addetta all'ufficio comunicazione del science centre Immaginario Scientifico di Trieste e oggi nell'area comunicazione di SISSA Medialab. Come giornalista free lance collabora con alcune testate come Le Scienze e Mente & Cervello.

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