Gli scienziati ricreano il raro pigmento che sta dietro ai “superpoteri” dei polpi

"Abbiamo sviluppato una nuova tecnica - ha affermato Bradley Moore, autore principale dello studio - che ha accelerato per la prima volta le nostre capacità di produrre un materiale, in questo caso la xantommatina, in un batterio. Questo pigmento naturale è ciò che conferisce ad un polpo o ad un calamaro la capacità di mimetizzarsi, un fantastico superpotere, e il nostro successo nel promuovere la produzione di questo materiale è solo la punta dell'iceberg".

"Avevamo bisogno - ha aggiunto Leah Bushin, coautrice dello studio e membro della Stanford University - di un approccio completamente nuovo per affrontare questo problema. In sostanza abbiamo trovato un modo per indurre i batteri a produrre una quantità maggiore del materiale di cui avevamo bisogno. Abbiamo fatto in modo che l'attività di produzione del composto fosse assolutamente essenziale per la loro vita: se l'organismo non avesse prodotto xantommatina, non sarebbe potuto crescere. Avevo preparato l'esperimento e l'avevo lasciato lì per tutta la notte. Quando sono tornata la mattina successiva e ho capito che funzionava e che produceva una grande quantità di pigmenti, ero elettrizzata. Momenti come questi sono il motivo per cui faccio scienza".

In pratica, per ottenere rese elevate dai batteri riluttanti, hanno utilizzato un nuovo metodo chiamato "biosintesi accoppiata alla crescita", che incentiva i batteri a produrre grandi quantità di xantommatina collegando la loro sopravvivenza alla produzione della sostanza desiderata. I batteri sono organismi pratici e non amano sprecare le loro scarse risorse producendo prodotti che non sono strettamente necessari alla loro sopravvivenza. I ricercatori hanno così fatto ai batteri un'offerta che non potevano rifiutare, progettando geneticamente cellule "malate" che potevano crescere solo se continuavano a produrre due composti: xantommatina e acido formico. Quest'ultimo fungeva da combustibile e, poiché un batterio produceva una molecola di acido formico per ogni nuova molecola di pigmento, aveva abbastanza combustibile per crescere, a patto che producesse pigmento. Questo ciclo di feedback sosteneva quindi la produzione intensiva di pigmento.

"Abbiamo fatto in modo - ha spiegato Bushin - che l'attività attraverso questo percorso, che porta alla produzione del composto di interesse, fosse assolutamente essenziale per la vita". Una volta create le condizioni, la squadra non ha dovuto attendere a lungo per ottenere i risultati. Risultati che lasciano intendere come questo concetto abbia un potenziale straordinario, come ha sottolineato Adam Feist, bioingegnere presso l'Università della California a San Diego.

"Questo progetto - ha dichiarato Feist - offre uno sguardo a un futuro in cui la biologia consenta la produzione sostenibile di composti e materiali preziosi attraverso l'automazione avanzata, l'integrazione dei dati e la progettazione basata sui computer". Di sicuro un accesso più facile alla xantommatina potrebbe agevolare gli sforzi per studiare il mimetismo dei cefalopodi, gettando potenzialmente nuova luce su questa meraviglia della natura e offrendo indizi che ci potrebbero aiutare a imitarla. Lo studio è stato pubblicato su Nature Biotechnology.