Molto più delle disfunzioni e dell’incontrollabilità dell’Intelligenza artificiale c’è il rischio, denuncia The Economist, che sfuggano di mano l’ingegneria genetica, le colture di cellule e tessuti, la ricombinazione di DNA e biosensori e tutta la sperimentazione biotecnologica. E’ di stamattina la morte provocata dalla peste, in Siberia, una ricercatrice 28enne di un centro di Irkutsk specializzato negli studi sulla pestilenza. La progressiva evoluzione della biotecnologia, che assomma biologia, chimica, fisica, ingegneria e informatica per sviluppare processi e prodotti basati su organismi viventi o loro componenti è giunta infatti ad una essenziale svolta esistenziale che potrebbe travalicare ogni limite. Ecco come e perché secondo The Economist.
La biologia ha una forma. In altre parole, molte molecole essenziali per gli organismi viventi esistono in due forme distinte che, come le mani umane, sono immagini speculari non identiche l’una dell’altra. Per molte di queste molecole, tuttavia, la vita sulla Terra utilizza solo una delle due possibilità.
Il motivo per cui ciò accada si perde nella storia evolutiva. E, fino a poco tempo fa, solo i biologi evoluzionisti se ne interessavano. Ma le cose stanno cambiando. Sebbene i biotecnologi non siano ancora a questo punto, intravedono all’orizzonte la possibilità di sintetizzare cellule biologiche da zero. Questo ha portato alcuni a chiedersi cosa potrebbe accadere se qualcuno provasse a invertire la chiralità della vita e a creare una cellula – probabilmente un batterio – che specchiasse la normale biochimica. (Una molecola tridimensionale è detta chirale se non è sovrapponibile alla propria immagine speculare. Ndr)
La risposta, discussa questa settimana da un gruppo di biologi preoccupati riuniti alla Conferenza di Singapore sulla Vita Speculare, é potenzialmente terrificante. Se un organismo del genere dovesse sfuggire ai confini del laboratorio, potrebbe scatenare un’epidemia inarrestabile o devastare un intero ecosistema. Gli scienziati sono quindi ansiosi di capire cosa si possa fare per stroncare sul nascere questo tipo di ricerca.
La chiralità della vita deriva in parte da molecole chiamate amminoacidi, i mattoni costitutivi delle proteine (a loro volta i mattoni costitutivi del corpo). Sono costituiti da un atomo di carbonio legato ad altre quattro entità chimiche: tre sono identiche in tutti gli amminoacidi, mentre la quarta varia. I legami dell’atomo di carbonio con queste quattro entità formano una struttura approssimativamente tetraedrica. Ciò permette a ciascun amminoacido di essere costruito in due modi simmetrici rispetto allo specchio (a meno che la quarta entità non sia l’idrogeno, che duplica una delle tre permanenti).
Una convenzione chimica complessa e alquanto arbitraria definisce una di queste conformazioni come levogira e l’altra come destrogira. Secondo questa definizione, gli amminoacidi degli organismi viventi sono generalmente levogiri. Il contrario vale per le molecole di zucchero (che, oltre alle numerose altre funzioni che svolgono, costituiscono l’ossatura degli acidi nucleici DNA e RNA, portatori dei geni ). Queste ultime sono destrogire.
I timori relativi alla vita speculare sono giunti all’attenzione del pubblico in seguito alla pubblicazione di un articolo su Science alla fine del 2024. A prima vista, l’idea di creature provenienti da un altro mondo sembrava più una curiosità che una minaccia. Gli autori dell’articolo, tuttavia, non erano d’accordo. La chiralità delle biomolecole è così profondamente radicata nei sistemi biologici che le loro controparti chirali passano in gran parte inosservate. Una versione speculare di un batterio, ipotizzavano gli autori, eluderebbe quindi i sistemi immunitari, sia umani che non umani, e potrebbe riprodursi senza controllo.
I batteri specchio, hanno osservato, potrebbero anche essere indigeribili per gli organismi unicellulari, come le amebe, che sono i principali predatori dei batteri, e resistenti ai virus, chiamati batteriofagi, che mantengono sotto controllo le popolazioni batteriche. In altre parole, potrebbero moltiplicarsi indefinitamente. Da qui il rischio per gli ecosistemi.
La natura opporrebbe una certa resistenza. Una forma di vita speculare non sarebbe in grado di metabolizzare tutti gli amminoacidi levogiri e gli zuccheri destrogiri degli organismi naturali che incontrasse, limitando così la sua fonte di cibo. Ma molte biomolecole non hanno chiralità, e potrebbe nutrirsi di esse.
Tutto ciò presuppone che la vita speculare possa essere creata in laboratorio. Con la tecnologia attuale, questa possibilità è remota. Ma la biologia sintetica sta avanzando a passi da gigante e sta accelerando grazie all’applicazione dell’intelligenza artificiale al processo. Nuovi virus di certi tipi possono già essere progettati e sintetizzati da zero. Ciò che nel 2024 sembrava lontano almeno 15 anni potrebbe quindi arrivare prima del previsto.
Gli organismi specchio potrebbero essere creati in due modi: con un approccio “big bang” o gradualmente. L’approccio “big bang”, ovvero la creazione in laboratorio di una cellula specchio completamente sintetica, richiederebbe innanzitutto una svolta nella sintesi di cellule “ordinarie”. L’approccio graduale, invece, prevederebbe la conversione delle cellule un po’ alla volta, magari eseguendo entrambe le reazioni biochimiche in parallelo.
George Church della Harvard Medical School, uno degli autori dell’articolo del 2024, ha indicato due importanti sviluppi in questa direzione. Uno è la cosiddetta “cellula a patata” (che assomiglia a una patata), presentata al mondo a luglio dai ricercatori dell’Università del Minnesota. Essa possedeva sette minuscoli cromosomi (chiamati plasmidi), che codificavano 36 enzimi (un piccolo batterio ne ha centinaia), racchiusi in una membrana lipidica. Nonostante ciò, era in grado di nutrirsi, crescere e dividersi. Questo rappresenta un passo avanti verso una vera e propria cellula sintetica.
L’altro sviluppo, avvenuto nel laboratorio del dottor Church, ha riguardato una modifica del modo in cui le cellule normali raccolgono gli amminoacidi e li assemblano in proteine. Ora è possibile adattare questo processo anche agli amminoacidi non standard (come, in linea di principio, gli amminoacidi destrogiri).
Per quanto riguarda le ragioni per cui qualcuno potrebbe voler creare la vita speculare, ce ne sono due. Una è la curiosità scientifica: la possibilità di indagare perché la biologia si sia differenziata in base alla chiralità. L’altra è che le molecole chirali possono essere utili. Poiché gli organismi spesso non riconoscono e distruggono le molecole con chiralità opposta, queste hanno una durata d’azione più lunga come farmaci. I D -peptidi e gli spiegelmeri sono, rispettivamente, proteine a catena corta e acidi nucleici con chiralità opposta. Esistono già farmaci a base di D -peptidi e diversi spiegelmeri sono in fase di sperimentazione. Ma, come dimostrano proprio questi fatti, ci sono altri modi per produrre tali molecole oltre a invocare la vita speculare.
Per quanto riguarda la curiosità, anche se proverbialmente ha ucciso il gatto, lasciarla uccidere una parte del genere umano o danneggiare qualche importante ecosistema sarebbe un pessimo affare. Pertanto, dalla sua pubblicazione nel 2024, gli autori del documento si sono dati da fare per diffondere il messaggio. Hanno ottenuto un certo successo. Le autorità di America, Gran Bretagna e Germania hanno mostrato preoccupazione e a marzo il Comitato consultivo scientifico del Segretario generale delle Nazioni Unite ha pubblicato un documento informativo che illustra i rischi, sebbene il governo di un’altra grande potenza del settore, la Cina, non si sia ancora espresso. Lo scopo dell’incontro di Singapore era quello di accelerare i tempi formulando raccomandazioni per azioni concrete. Queste saranno divulgate in un rapporto che verrà pubblicato tra qualche mese. 
Nel suo intervento, il dottor Church ha anticipato alcune possibili raccomandazioni. Una di queste prevedeva di estendere alla vita reale il controllo già applicato al settore della sintesi del DNA , al fine di impedire la creazione di agenti patogeni pericolosi. Un’altra proposta consisteva nell’incentivare chi denuncia le irregolarità. Una terza prevedeva l’imposizione di pene severe, inclusa la reclusione, ai trasgressori, come accaduto in Cina a un ricercatore che aveva modificato il DNA di embrioni umani. Il dottor Church ha però anche avanzato alcune idee più controverse, come la valutazione psicologica dei ricercatori del settore per individuare ed escludere coloro che potrebbero commettere errori.
Nel frattempo, per fugare ogni dubbio sulla natura della minaccia, Deepa Agashe, un’altra autrice dell’articolo del 2024, ecologa e biologa evoluzionista presso il National Centre for Biological Sciences di Bengaluru, in India, è intervenuta per dissiparli. Ha presentato dati su un aspetto precedentemente non quantificato: la quantità di nutrienti achirali nel suolo, nel sangue e nel contenuto intestinale. Ciascuno di questi habitat, ha affermato, sarebbe in grado di ospitare il batterio E. coli, ampiamente studiato , senza che quest’ultimo abbia bisogno di ricorrere a sostanze nutritive chirali. E se l’E. coli ci riesce, probabilmente anche un batterio speculare sarebbe in grado di fare lo stesso.
La dottoressa Agashe ha anche offerto un’analogia significativa. Ha paragonato la mancanza di predatori e agenti patogeni che un organismo specchio potrebbe incontrare all’esperienza di una specie invasiva di successo, come i rospi delle canne neotropicali che stanno proliferando in Australia per la mancanza di predatori adattati a cibarsi dei loro corpi tossici. Tali specie invasive a volte possono essere controllate, ma non sono mai state completamente eliminate.
Meglio, quindi, agire tempestivamente, prima che la minaccia diventi tangibile. Al momento, come è stato sottolineato durante la riunione, non ci sono interessi economici consolidati in grado di influenzare le lobby imprenditoriali, né interessi strategici in grado di condizionare i governi. Inoltre, chiunque sia sano di mente può capire che un’arma biologica basata sulla vita speculare sarebbe incontrollabile e, di conseguenza, inutilizzabile. Non tutti sono sani di mente, ovviamente – un punto che avvalora le riflessioni del dottor Church sulla valutazione psicologica. Ciononostante, gli avvertimenti provenienti da Singapore rappresentano un’opportunità per scongiurare la catastrofe prima che sia troppo tardi. ■
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