La centrale elettrica del futuro: celle artificiali.

Il futuro potrebbe essere nelle cellule artificiali e nella loro capacità di produrre energia in modo sostenibile. Questo è il sogno di molti scienziati che stanno lavorando al progetto di creare mitocondri e cloroplasti artificiali, i veri e propri motori della cellula, che permetterebbero di sviluppare cellule sintetiche in grado di generare energia e sintetizzare molecole in autonomia.

A guidare la ricerca in questo campo, un team di scienziati dell’Università di Sogang in Corea del Sud e dell’Istituto di Tecnologia di Harbin in Cina, che ha pubblicato su Biophysics Reviews un articolo in cui ha identificato i maggiori progressi e le sfide più importanti nella creazione di mitocondri e cloroplasti artificiali.

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Attualmente, la produzione di energia è affidata ai mitocondri e ai cloroplasti, le due componenti più complesse della cellula, che non sono facilmente replicabili artificialmente.

“Il nostro obiettivo è quello di creare cellule sintetiche in grado di generare energia e sintetizzare autonomamente molecole. Questo potrebbe aprire la strada alla creazione di nuovi organismi o materiali biologici”, ha spiegato l’autore Kwanwoo Shin.

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Nei vegetali, i cloroplasti utilizzano la luce solare per trasformare acqua e anidride carbonica in glucosio, mentre i mitocondri, presenti sia nelle piante che negli animali, producono energia scomponendo il glucosio. Una volta prodotta l’energia, viene spesso utilizzata una molecola chiamata trifosfato di adenosina (ATP) per immagazzinarla e trasferirla per svolgere le funzioni cellulari.

“Il trifosfato di adenosina è la principale moneta energetica della cellula ed è vitale per la maggior parte delle funzioni cellulari”, ha affermato Shin.

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I ricercatori hanno descritto i componenti necessari alla costruzione di mitocondri e cloroplasti artificiali e identificato le proteine come gli aspetti più importanti per la macchina rotatoria molecolare, il trasporto di protoni e la produzione di ATP.

In precedenza, gli studiosi hanno riprodotto i componenti degli organelli responsabili della produzione di energia, ma la sfida più grande rimane quella di creare l’auto-adattamento per mantenere una stabile fornitura di ATP in ambienti mutevoli. Per creare cellule sintetiche autosufficienti, gli scienziati dovranno indagare come superare questa limitazione.

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Secondo gli autori, è importante creare cellule artificiali con metodi di generazione di energia biologicamente realistici che imitino i processi naturali. La replicazione dell’intera cellula potrebbe condurre allo sviluppo di nuovi materiali biologici e fornire una maggiore comprensione dell’origine della vita e delle cellule.

“Questo potrebbe rappresentare una pietra miliare importante nella comprensione dell’origine della vita e delle cellule”, ha concluso Shin.

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