Alla ricerca del DNA
I recenti ed incredibili sforzi per individuare forme di vita su altri pianeti, in sistemi stellari ad anni luce dal nostro, potrebbero farci pensare che la missione di scovare nuova vita sulla Terra sia, grossomodo, conclusa.
Verrebbe da pensare che ormai abbiamo scandagliato ogni fondale, foresta e montagna e vi abbiamo trovato tutte le più formidabili variazioni di specie animali. Tutti sono stati fotografati, catalogati, caratterizzati e studiati, e hanno quasi tutti una voce su Wikipedia.
Ma dal punto di vista biologico, il nostro pianeta rimane, senza alcun ombra di dubbio, essenzialmente inesplorato. I microbi che vi abitano, infatti, sono i veri alieni che la ricerca biotecnologica sta cercando di scovare da anni.
Quanti sono? Dando un’occhiata all’albero della vita (con la classica suddivisione nei tre domini: batteri, archea ed eucarioti) a colpo d’occhio si vede che, escludendo un angolino in alto a destra, comprendente animali e piante, tutte le altre forme di vita sono microbi.
Sebbene rappresentino la maggior parte delle forme di vita che abitano questo pianeta, l’uomo è stato in grado di “coltivare” meno dell’1% di questi piccoli esseri. L’1%! È come se nei nostri libri di zoologia ci fosse solo 1 specie animale su 100 che noi oggi sappiamo essere là fuori (cosa sarebbe un libro sugli animali senza il leone o la giraffa? o l’ancor più esotico koala? Un bel libro di cani e gatti), ma non avendoli mai visti o studiati, sarebbero fuori dalla nostra cultura enciclopedica. Siamo come nell’Europa pre-colombiana della microbiologia anche se abbiamo qualche strumento in più a nostra disposizione.
Come sono? Come sappiamo dell’esistenza di tutte queste forme di vita, se non le abbiamo mai viste? DNA, naturalmente. Questa molecola è unica per ogni essere vivente e si trova ovunque in natura: dai laghi antartici alla tastiera del nostro computer. Siamo letteralmente circondati.
Abbiamo cominciato ad apprezzare quanto fossimo ‘assediati’ da forme di vita invisibili con l’avvento di una tecnologia chiama Next Generation Sequencing, su cui progetti come ENCODE si sono basati. Queste macchine riescono a leggere piccolissimi frammenti di DNA ad una risoluzione quasi impeccabile. In breve tempo, gli scienziati si sono ritrovati in mano terabyte di informazioni, ma frastagliate a pezzetti da ~30 byte. Mettere insieme un puzzle di queste dimensioni è come dover ricostruire la torre Eiffel con pezzi di 10 atomi alla volta. A chi appartiene questo pezzo? E questo? E quest’altro?
Rendendosi conto dell’impiccio nel quale si sono cacciati, i ricercatori si sono rivolti a matematici ed informatici, che ci hanno fornito software in grado di ricomporre questo puzzle e dare una “forma” a tutto questo materiale genetico. Benvenuti nella bio-informatica.
Ma non sarebbe un puzzle che si rispetti se non… avanzassero dei pezzi!
Ricercatori guidati dal virologo americano Nathan Wolfe hanno documentato che il 20% del materiale genetico che si trova dentro il nostro naso, per esempio, non corrisponde a nessuna forma di vita ad oggi conosciuta. Ebbene si, le vostre cavità nasali sono una landa inesplorata. Altre ricerche indicano che questa “materia oscura” peserebbe per la metà di tutto il materiale genetico (microbico) che vive dentro il nostro intestino.
È davvero così complicato? A rendere ancora più complesso risolvere il puzzle del DNA c’é il seguente fatto: per quanto distanti fenotipicamente e caratterialmente, due esseri umani condividono piú del 99,9% del loro genoma.
Questo rende molto facile il lavoro di assegnare un certo pezzo di DNA alla specie homo sapiens. Ma altrettanto non si può dire per i microbi. Dei sei E. coli (il batterio più noto al mondo) di cui conosciamo l’intero genoma fino ad oggi, solo il 40-60% del loro DNA è uguale, nonostante appartengano tutti e sei alla stessa specie. Questa esplosione di diversità tra i microbi rende il puzzle della vita ancora più difficile da interpretare.
Insomma, non me ne vogliano gli astronomi, ma ci sono una marea di alieni sotto le mie unghie senza dover andarli a cercare in una galassia, lontana lontana.