Crearea vieţii artificiale este o temă care preocupă de ceva vreme comunitatea ştiinţifică, şi care, în acelaşi timp, ridică întrebări precum: Ce este viaţa vie? Ce rol ar trebui să joace viaţa artificială în mediul nostru de pe Pământ, unde toate formele de viaţă sunt create de natură şi au propriul lor loc şi scop?
Doi oameni de ştiinţă au creat acum o moleculă hibridă specială care ar putea duce la crearea de forme de viaţă artificiale.
Aceştia au publicat recent o recenzie în revista Cell Reports Physical Science cu privire la stadiul cercetărilor în acest domeniu emergent, intitulat „nanostructuri hibride peptidă-ADN", cu o vechime mai mică de zece ani.
Viziunea celor doi este de a crea vaccinuri virale (versiuni modificate şi slăbite ale unui virus) şi forme de viaţă artificiale care pot fi folosite pentru diagnosticarea şi tratarea bolilor.
În natură, majoritatea organismelor au duşmani naturali, dar unele nu au, spun cei doi oameni de ştiinţă danezi. De exemplu, unele virusuri care cauzează boli nu au niciun inamic natural.
„Ar fi un pas logic să creăm o formă de viaţă artificială care ar putea deveni un duşman al acestora", spune profesorul Chenguang Lou, de la departamentul de Fizică, Chimie şi Farmacie al Universităţii de Sud din Danemarca, care lucrează la această abordare împreună cu profesorul Hanbin Mao, de la Universitatea americană Kent State, din Ohio.
Cei doi preconizează că astfel de forme de viaţă artificiale pot acţiona ca vaccinuri împotriva infecţiilor virale şi pot fi folosite ca nanoroboţi sau nanomaşini încărcate cu medicamente sau elemente de diagnosticare şi trimise în corpul unui pacient.
Un astfel de vaccin viral artificial ar putea fi la aproximativ 10 ani distanţă, spun cei doi cercetători, subliniind că nu există, în principiu, niciun impediment pentru a produce organisme celulare artificiale în viitor.
Care sunt elementele de bază pe care cei doi, sau alţi oameni de ştiinţă din acest domeniu le vor folosi pentru a crea vaccinuri virale şi viaţă artificială?
ADN-ul şi peptidele sunt unele dintre cele mai importante biomolecule din natură, ceea ce face ca tehnologia ADN şi tehnologia peptidelor să fie cele mai puternice două instrumente moleculare din trusa de instrumente nanotehnologice de astăzi.
Tehnologia ADN oferă un control precis asupra programării, de la nivel atomic până la nivel macro, dar poate oferi doar funcţii chimice limitate, deoarece are doar patru baze: A, C, G şi T.
Tehnologia peptidelor, pe de altă parte, poate oferi suficiente funcţii chimice la scară largă, deoarece există 20 de aminoacizi cu care se poate lucra, spun cercetătorii.
Natura foloseşte atât ADN-ul, cât şi peptidele pentru a construi diverse fabrici de proteine care se găsesc în celule, permiţându-le acestora să evolueze în organisme.
Recent, Hanbin Mao şi Chenguang Lou au reuşit să lege structurile proiectate de ADN cu trei catene cu structuri peptidice cu trei catene, creând astfel o moleculă hibridă artificială care combină punctele forte ale ambelor.
O cercetare în acest sens a celor doi a fost publicată în Nature Communications, în 2022.
În alte părţi ale lumii, alţi cercetători lucrează, de asemenea, la conectarea ADN-ului şi a peptidelor, deoarece această conexiune constituie o bază solidă pentru dezvoltarea unor entităţi biologice şi forme de viaţă mai avansate.
La Universitatea Oxford, cercetătorii au reuşit să construiască o nanomaşină alcătuită din ADN şi peptide care poate fora prin membrana unei celule, creând un canal membranar artificial prin care pot trece molecule mici. (Spruijt et al., Nat. Nanotechnol. 2018, 13, 739-745)
La Universitatea de Stat din Arizona, Nicholas Stephanopoulos şi colegii săi au permis ADN-ului şi peptidelor să se autoasambleze în structuri 2D şi 3D.
La Universitatea Northwest, cercetătorii au demonstrat că microfibrele se pot forma împreună cu ADN-ul şi peptidele care se autoasamblează. ADN-ul şi peptidele funcţionează la nivel nanometric, astfel încât, dacă se iau în considerare diferenţele de dimensiune, microfibrele sunt uriaşe. (Freeman et al., Science).
La Universitatea Ben-Gurion din Negev, oamenii de ştiinţă au folosit molecule hibride pentru a crea o structură sferică asemănătoare unei cepe, ce conţine medicamente împotriva cancerului, care pare promiţătoare pentru a fi utilizată în organism şi a ţinti tumorile canceroase. (Chotera et al., în revista Chemistry Europe)
Oamenii de ştiinţă cred că valoarea globală a tuturor acestor eforturi este că ele pot fi folosite pentru a îmbunătăţi capacitatea societăţii de a diagnostica şi trata persoanele bolnave.
„Nu voi fi surprins dacă într-o zi vom putea crea nanomaşini hibride, vaccinuri virale şi chiar forme de viaţă artificială din aceste elemente constitutive pentru a ajuta societatea să combată acele boli greu de vindecat. Ar fi o revoluţie în domeniul sănătăţii", a declarat Chenguang Lou, într-un comunicat al universităţii.
