La biologia sintetica è un settore delle scienze relativamente nuovo che prevede la riprogettazione degli organismi per mezzo di tecniche bioingegneristiche, allo scopo di conferire a tali organismi nuove ed utili funzioni. Ad esempio, la modificazione può conferire la capacità di produrre sostanze con funzioni medicamentose, oppure la capacità di rilevare determinate sostanze nell’ambiente.
Le tecniche usate nella biologia sintetica sono simili a quelle utilizzate nel genome editing. Entrambe comportano un cambiamento del codice genetico di un organismo, tuttavia in molti concordano sull’esistenza di una linea di distinzione tra le due tecniche, che si basa sul modo in cui la modifica viene effettuata. Nella biologia sintetica gli scienziati “cuciono” insieme lunghi tratti di DNA e li inseriscono nel genoma di un organismo. Tali sequenze di DNA possono essere geni derivanti da un altro organismo, oppure possono essere geni completamente nuovi. Nel genome editing gli scienziati utilizzano tecniche per indurre piccoli cambiamenti nel DNA proprio dell’organismo, oppure per aggiungere o eliminare piccoli tratti di DNA nel genoma.
La biologia sintetica rappresenta un mercato in rapida crescita, grazie anche al determinante supporto dell’intelligenza artificiale che permette un veloce ritmo di scoperte e la produzione di nuovi materiali: l’intelligenza artificiale, cioè “impara” le caratteristiche del mondo naturale e fa deduzioni “guidate” per la produzione di nuovi materiali non comuni in natura. In questo modo è possibile produrre seta di ragno senza ragni, o proteine dell’uovo senza il pollame, o profumazioni senza fiori.
Tra le altre applicazioni in corso di realizzazione della biologia sintetica, menzioniamo modificazioni a carico di microrganismi che possono essere sfruttate per ripulire acqua, suolo ed aria da agenti inquinanti; modificazioni del riso per produrre beta-carotene, al fine di prevenire una deficienza di vitamina A; ingegnerizzazioni di lievito per produrre olio di rosa, un sostituto eco-friendly e sostenibile delle rose, per l’utilizzo nel settore cosmetico.
Si comprende come tale settore sia di profondo interesse industriale, in quanto consente all’industria stessa di restare in prima linea nell’innovazione a medio e lungo termine, e di sviluppare altre attività connesse con questo tipo di ricerche, quali ad esempio lo sviluppo di modelli informatici di supporto, di nanotecnologie e tecniche di bioelettronica per l’attuazione di nuove applicazioni e così via.
Il mercato della biologia sintetica è stato stimato intorno ai 14 miliardi di dollari statunitensi e si prevede una crescita importantissima nei prossimi 3-5 anni. Già al giorno d’oggi si registrano numerose aziende di biologia sintetica che operano in associazione con fashion designers, agenzie cosmetiche e altre tipologie industriali.
Tuttavia, ogni qualvolta ci si trova di fronte ad importanti scoperte che hanno un forte impatto sulla vita umana non si possono tralasciare i risvolti etici e sociali. Di fronte a progetti che propongono la manipolazione del genoma si è obbligati a porsi domande relative ai benefici e ai pericoli per la popolazione: ad esempio, con il riprogettare gli organismi con tecniche di biologia sintetica gli uomini stanno oltrepassando i confini morali? Se la biologia sintetica porta a nuovi trattamenti e cure per le malattie, chi nella società avrà accesso a queste cure? Quali sono gli impatti ambientali che possono verificarsi nell’introdurre organismi modificati nell’ambiente?
Da queste ed altre domande sono scaturiti numerosi dibattiti che coinvolgono, tra gli altri, scienziati, esperti di etica, governatori e garanti per la sicurezza. Ne sono emerse la necessità di portare la discussione ad un livello globale ed internazionale, l’importanza di un coinvolgimento pubblico e, non ultimo, la necessità di una regolamentazione del settore biotecnologico.
