Mentre erano alla ricerca di una cura per il cancro gli scienziati del Cancer Institute della Duke University hanno fatto una scoperta fortuita: una molecola permetterà di produrre il nylon in un modo più economico e “green”. Attraverso lo studio di catene enzimatiche gli scienziati hanno trovato la molecola utile a produrre nylon limitando le emissioni i gas serra, la 2-hydroxyadipate deidrogenasi, molecola che non era mai stata prodotta prima.
La scoperta pubblicata sulla rivista Nature Chemical Biology, nasce da un’idea secondo la quale alcuni cambiamenti che avvengono nelle cellule tumorali possono essere utili in ambiti tecnologici.
“Nel nostro laboratorio, abbiamo studiato i cambiamenti genetici che provocano i tumori nei tessuti sani. L’obiettivo di questa ricerca era quello di capire come i tumori si sviluppino per progettare trattamenti migliori “, ha detto Zachary J. Reitman autore principale dello studio.
Il nylon è un materiale onnipresente, usato nella moquette, nelle tappezzerie, nei ricambi auto, nell’abbigliamento e in altri prodotti. Un componente chiave per la sua produzione è l’acido adipico, che è uno dei prodotti chimici più utilizzati al mondo. Attualmente, l’acido adipico è prodotto da combustibili fossili e l’inquinamento liberato dal processo di raffinazione è uno dei fattori che contribuiscono al riscaldamento globale.
Reitman ha approfondito il problema dell’ acido adipico in base alle somiglianze tra le tecniche di ricerca sul cancro e l’ingegneria biochimica. Entrambi i campi si basano sugli enzimi, che sono molecole che convertono sostanze chimiche. Gli enzimi svolgono un ruolo importante sia nei tessuti sani che nei tumori, ma sono anche utilizzati per convertire la materia organica in materiali sintetici, come l’acido adipico.
Uno degli approcci più promettenti studiati oggi per la produzione dell’acido adipico ecologico utilizza una serie di enzimi come in una catena di montaggio per convertire gli zuccheri in acido adipico. Tuttavia, un enzima critico nella serie, chiamato 2-hydroxyadipate deidrogenasi, non è mai stato prodotto, lasciando un anello mancante nella catena di montaggio.
Qui entra in gioco la ricerca sul cancro. Nel 2008 e nel 2009, i ricercatori, tra cui Hai Yan, hanno identificato una mutazione genetica nei glioblastomi e nei tumori cerebrali che altera la funzione di un enzima noto come isocitrato deidrogenasi.
Reitman e colleghi hanno pensato che la mutazione genetica vista nel cancro avrebbe potuto innescare un cambiamento simile a quello di un enzima strettamente correlato a quello che si trova nel lievito e nei batteri (homoisocitrate deidrogenasi), che creerebbe il fantomatico 2-hydroxyadipate deidrogenasi necessario per la produzione “verde” dell’acido adipico.
L’intuizione degli scienziati non era sbagliata. La mutazione funzionale osservata nel cancro potrebbe essere costruttivamente applicata ad altri enzimi strettamente correlati con esito positivo per altri processi.
“E ‘eccitante che il sequenziamento del genoma del cancro possa aiutarci a scoprire nuove attività enzimatiche”, ha spiegato Reitman. “Anche i cambiamenti genetici che si verificano solo in alcuni pazienti potrebbero rivelare utili funzioni enzimatiche nuove che non erano evidenti prima”.