Molecole programmate per formare una tripla elica in laboratorio

All'interno di ogni cellula vivente, le proteine si ripiegano in forme precise, e le istruzioni per ciascun ripiegamento sono scritte nell'ordine dei loro elementi costitutivi molecolari. All'Università di Jyväskylä, in Finlandia, un team guidato dal professor Fabien Cougnon ha costruito molecole artificiali che seguono una logica simile. La loro tripla elica antioraria, tre filamenti molecolari che si avvolgono l'uno attorno all'altro, si forma su richiesta e non per caso.

Il segreto sta in due livelli di informazione. Il primo livello, portato dallo scheletro aromatico della molecola, effettua una selezione iniziale e limita i possibili esiti dell'assemblaggio a quattro tipi di eliche. Il secondo livello, portato dalle catene laterali collegate alla molecola, favorisce poi una specifica elica tra queste quattro. Ogni livello restringe il campo, cosicché la struttura finale viene selezionata anziché lasciata al caso; negli esperimenti, le strutture concorrenti sono state di fatto soppresse.

Il team di Cougnon presenta il risultato come frutto di una progettazione accurata. «La chiave sta nel fatto che, mettendo a punto la sequenza molecolare, possiamo controllare con precisione quale struttura tridimensionale finisce per formarsi», afferma. «Abbiamo scoperto che un'ottimizzazione accurata della sequenza è cruciale per ottenere questo livello così elevato di controllo strutturale.» Il lavoro è una ricerca di laboratorio, pubblicata su Angewandte Chemie International Edition nel 2026, e dimostra il controllo di un solo tipo di assemblaggio molecolare, non di un materiale finito.

Riprodurre questo tipo di controllo nei sistemi sintetici, dove nessuna cellula svolge la selezione, è rimasto una sfida importante, ed è per questo che l'approccio va oltre questa singola molecola. Per i chimici che progettano nuovi materiali, una sequenza che produce in modo prevedibile una forma scelta è uno strumento riutilizzabile, e lo studio compie un passo in quella direzione. Per il settore nel suo complesso, resta aperta la questione di quando tali molecole potranno comparire in materiali intelligenti o dispositivi molecolari: gli autori indicano questi usi come possibilità e non fissano alcuna data.