Una Crispr avanzata per modificare le singole lettere del Dna

Non fai in tempo a parlare di Crispr – la tecnica di editing genetico che sta rivoluzionando la bioingegneria, con tutte le problematiche etiche connesse – che arriva già la sua versione avanzata. Tre équipe di scienziati della Harvard University di Cambridge, negli Stati Uniti, del Max Planck Insitute for Infection Biology di Berlino, e dello Harbin Institute of Technology di Harbin, in Cina, hanno infatti appena descritto, in tre studi pubblicati su Nature (questo, questo e questo), una tecnica che permette di individuare e modificare singole lettere del Dna in modo estremamente efficiente e con probabilità di errore molto bassa. Stando a quanto dicono gli autori del lavoro, la tecnica è stata già sperimentata su colture cellulari per invertire mutazioni genetiche associate a malattie come l’Alzheimer (nella sua versione late-onset, per la quale tuttavia la radice genetica non è accertata) e il cancro al seno.

Piccolo passo indietro: la tecnica Crispr/Cas9 permette di modificare in modo mirato il Dna, facendo uso di due componenti chiave: una molecola di Rna che fa da guida, riconoscendo tratti specifici della sequenza da alterare, e un enzima che taglia il Dna, il Crispr-ASsociated, o Cas. Rna ed enzima, lavorando insieme, legano e tagliano il Dna in maniera specifica, e il complesso può essere modificato per eliminare o alterare geni o per regolarne l’espressione. Se utilizzato per correggere un singolo nucleotide (l’unità ripetitiva di Dna e Rna), tuttavia, il Crispr standard non è molto efficiente, dal momento che tende a inserire o eliminare erroneamente materiale genetico casuale nei pressi della sequenza bersaglio.

La migliorìa della tecnica descritta nel primo studio serve proprio a minimizzare questa possibilità di errore. L’équipe coordinata da David Liu, infatti, ha modificato la proteina Cas9, aggiungendovi un altro enzima, l’Apobec1, in modo tale che questa si legasse alla sequenza bersaglio di Dna senza tagliarla. A questo punto, i ricercatori hanno usato una terza proteina per convertire, anziché eliminare o inserire, le singole coppie di basi azotate (per la precisione, la tecnica converte una coppia citosina-guanina in una coppia timina-adenina). I risultati degli esperimenti in vitro, stando a quanto raccontano gli autori del lavoro, mostrano che la tecnica può essere utilizzata con successo per correggere mutazioni che giocano un ruolo in diverse malattie.

Gli altri due studi, condotti dalle équipe di Emmanuelle Charpentier e Zhiwei Huang, hanno preso in esame la struttura di un altro enzima, il Cpf1, che potrebbe essere usato come alternativa al Cas9. I primi risultati sembrano essere estremamente promettenti, e, stando a quanto dicono gli autori dei lavori, aprono nuove strade alla modifica e al silenziamento di specifiche sequenze del genoma. Staremo a vedere.

Via: Wired.it