Taglia e cuci genetico

Incollare due Rna ‘vecchi’ per farne uno nuovo. È questa la sfida lanciata da Glauco Tocchini Valentini sulle pagine di Nature Biotechnology di dicembre. Il gruppo dell’Istituto Cnr di Monterotondo (Roma) di cui fanno parte Giancarlo Deidda e Nicoletta Rossi, ha inserito in cellule di topo un ‘macchinario’ molto antico, un Dna esistente da due miliardi di anni che consente di ingegnerizzare ad hoc non tanto i geni quanto i loro messaggeri, quelle molecole cioè che si incaricano di trasmettere il messaggio che si traduce poi in proteina. Per capire cosa significhi facciamo un piccolo passo indietro. Per passare da un lungo gene degli organismi superiori, costituito da parti codificanti, gli esoni, e lunghi tratti di ‘introni’ alla produzione di un proteina c’è un elaborato processo. Nella prima tappa il gene è trascritto dal Dna in Rna, in una sequenza complementare. Poi le parti di sequenza ‘estranee’ a quelle necessarie per fare una proteina vengono rimosse da enzimi in un processo noto come ‘splicing’. Il risultato è un Rna più corto, il vero e proprio messaggero, che viene tradotto in proteina. Lo splicing è un processo assai complesso nelle cellule di vertebrato, ma è molto più semplice in alcuni organismi primordiali. Tocchini-Valentini ha trovato un batterio, il M. jan-naschii, che utilizza un sistema di splicing semplificato, basato sulle strutture che le catene di Rna formano autonomamente. L’inserimento di un unico gene del batterio in cellule di mammifero è stato in grado di trasferire questo tipo di splicing in cellule di topo e di farlo funzionare. Risultato: il nuovo Dna codifica per una proteina che favorisce la saldatura di due molecole di Rna, le quali normalmente darebbero le istruzioni per costruire due proteine diverse e che in questo modo invece fanno produrre una cosiddetta proteina ‘di fusione’. L’operazione compiuta va sotto il nome tecnico di ‘trans-splicing’. In questo modo si “sommano” o “sottraggono” parti di acido ribonucleico in modo prevedibile quasi si potesse costruire un’ “algebra” delle proteine cellulari. In pratica si può fabbricare una specie di ‘rete’, come quella informatica, influendo solo sui prodotti genici, senza modificazioni irreversibili al livello del genoma. Il fatto che le modificazioni introdotte non interessino il programma genetico suggerisce che questo sistema possa agire con il meccanismo di un vero e proprio farmaco.Quali sono le possibili applicazioni di questa tecnica? Prima fra tutte la terapia delle malattie monogeniche, uno dei bersagli più importanti della medicina molecolare. Consideriamo un paziente con un disturbo ereditario. Quando uno dei suoi geni si trascrive in Rna questo conterrà un errore nella sequenza che darà luogo a una proteina non-funzionale, quella che causa la malattia. Invece di sostituire il gene, impresa che i vari tentativi di terapia genica hanno dimostrato essere piuttosto impegnativa, potremmo tentare di curare il messaggero. Usando il sistema proposto dall’équipe di Tocchini-Valentini è teoreticamente possibile tagliare e cucire per ottenere un segmento di Rna riparato. Naturalmente una serie di controlli sarà necessaria: bisognerà per esempio garantire che l’attività di ‘splicing’ dell’enzima introdotto sia specifico per la ‘rete’che vogliamo costruire.