Primo batterio simulato al computer

(ASI) Una ricerca congiunta della Stanford University e del Craig Venter Institute ha sviluppato il primo software al mondo in grado di simulare completamente la vita del Mycoplasma, un microscopico batterio che vive nel tratto respiratorio dell’uomo. E’ una notizia senza precedenti che sovverte il principio per il quale è controindicato il calcolo computazionale per eventi con molteplici variabili, difficili da gestire. I software, sono quasi sempre stati progettati ed utilizzati per analizzare sistemi ideali (ovvero semplificati nel loro studio e nella loro ridefinizione) e non per un loro intrinseco limite ma per le difficoltà che si incontrano nel momento in cui le variabili in oggetto diventano complicate da controllare.

Quello che i ricercatori hanno creato è un programma che ricrea in binario la vita del batterio e che va al di là di un semplice modello di vita cellulare: per fare un esempio, solo la divisione cellulare del microrganismo in questione è un unico algoritmo basato sulla conoscenza genetica, che occupa 10 ore di tempo macchina utilizzando MATLAB (software multi-purpose di carattere biologico, ingegneristico e fisico) su un cluster linux 128-core. Il risultato è stato così vicino alla realtà che sorprendentemente si è trovata una piccola inconsistenza nel ciclo cellulare che la biologia tradizionale non aveva considerato. Lo scopo di queste simulazioni è poter avere maggiori conoscenze circa il comportamento delle cellule in malattie come cancro e morbo di Alzheimer. Il leader a capo del progetto, Markus Covert, bioingegnere alla Stanford, ha affermato: “La strada è ancora lunga per la cura di queste malattie. Non si tratta di un singolo batterio, le variabili sono molteplici ed i fattori migliaia ma questo è un buon inizio.”

In realtà questo tipo di approccio era già stato usato in precedenza per modelizzazioni di esempi di metabolismo, ma con alcune restrizioni. Infatti mentre prima venivano utilizzati solo particolari geni e particolari funzioni di essi, adesso è stata usata la totalità dei geni in questione con il totale delle loro capacità. A differenza dei precedenti studi, dove i geni considerati erano al massimo poco più di una decina, qui ne sono stati usati 525. La simulazione della cellula copre tutte le sue funzioni vitali e l’interazione tra DNA, RNA, proteine e metaboliti.

La ricerca si è già estesa ad organismi più “complicati” a livello genetico, ma ci vorrà del tempo. “Se vogliamo fare un confronto con un altro batterio tanto caro ai biologi, l’Escherichia Coli ha più di 4200 geni e si moltiplica ogni 20-30 minuti. Il tempo macchina per la simulazione cresce in questo caso a livelli esponenziali”, afferma Covert, “ma avremo la risposta tra un paio d’anni.”

Giuseppe Girgenti – Agenzia Stampa Italia