Gli acidi nucleici del DNA codificano l'informazione genetica, mentre gli amminoacidi delle proteine ​​contengono il codice per trasformare quelle informazioni in strutture e funzioni. Insieme, forniscono i due codici fondamentali alla base di tutta la vita.

Ora gli scienziati hanno trovato un modo per combinare questi due principali linguaggi di codifica in un'unica molecola "bilingue".

Il Giornale della Società Chimica Americana ha pubblicato il lavoro dei chimici della Emory University. La molecola sintetizzata potrebbe diventare un potente strumento per applicazioni quali diagnostica, terapia genica e somministrazione di farmaci mirati a cellule specifiche.

"Proprio come un traduttore consente la comunicazione tra due persone di diverse regioni del mondo, immaginiamo che la nostra molecola bilingue ci consentirà di mediare nuove forme di comunicazione tra acidi nucleici e proteine ​​nell'ambiente cellulare, "dice Jennifer Heemstra, professore associato di chimica alla Emory University e autore senior dello studio.

Gli acidi nucleici immagazzinano le informazioni in un "alfabeto" di quattro basi, noti come nucleotidi. Peptidi e proteine ​​usano un alfabeto completamente diverso, composto da 20 diversi amminoacidi.

"Il linguaggio degli acidi nucleici è facile da parlare, ma un po' limitato, " Heemstra dice. "Mentre il linguaggio delle proteine ​​è incredibilmente complesso e difficile da prevedere. Entrambe queste molecole hanno sviluppato proprietà squisite nel corso di miliardi di anni di evoluzione".

Le molecole precedentemente sintetizzate si sono concentrate sulle proprietà degli acidi nucleici o degli amminoacidi. I ricercatori di Emory volevano sfruttare i poteri di entrambi i sistemi di informazione all'interno di una singola molecola.

La sfida era enorme, attingendo alle tecniche della chimica organica, biologia molecolare e cellulare, scienza dei materiali e chimica analitica. I ricercatori hanno costruito un'impalcatura proteica e quindi hanno attaccato frammenti funzionanti di nucleotidi e amminoacidi a questa struttura.

"I due diversi codici dovevano essere sintetizzati separatamente e poi riuniti nello scaffold, "dice Colin Swenson, primo autore del documento e uno studente laureato nel laboratorio di Heemstra.

La molecola bilingue risultante è stabile, fatto di materiali economici, e altamente generalizzabile, dandogli il potenziale per diverse applicazioni biomediche e nanotecnologiche. "È come un programmabile, adattatore universale che unisce proteine ​​e acidi nucleici, " Dice Heemstra. "Speriamo che altri ricercatori siano ispirati a pensare a modi diversi in cui potrebbe essere applicato".

I chimici di Emory stanno ora esplorando l'uso della molecola bilingue per la somministrazione mirata di farmaci a particolari cellule. "E' essenzialmente un contenitore sensibile agli stimoli, " Heemstra dice. "Abbiamo dimostrato che può legarsi a molecole di farmaci. Ed è programmabile che si sfaldi in presenza di specifiche molecole di RNA che sono più abbondanti nelle cellule tumorali".