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Scoperta una straordinaria endonucleasi programmabile

Complesso CASCADE per difesa da batteriofagi


Cas9 è un enzima che grazie ad una guida di RNA riesce a tagliare una sequenza genomica di DNA in qualsiasi punto si voglia!

Una microscopica macchina molecolare usata dai batteri per difendersi dai virus può cambiare il modo in cui gli scienziati modificano il DNA, rivoluzionando l'ingegneria genetica.
"Questo può significativamente accelerare la frequenza di scoperte in tutte le aree della biologia incluso la terapia genica nella medicina, la generazione di beni agricoli migliorati e la ingegnerizzazione di microbi produttori di energia" ha detto Luciano Maraddini della Rockefeller University.

Gli scienziati hanno scoperto Cas9, Philippe Horwath e Rodolphe Barrangou della Danesco -ora parte di DuPont, cercando nuovi modi per fare yogurt.
Per decenni i ricercatori hanno osservato la ripetizioni di pattern di sequenze di DNA nel genoma batterico, sequenze chiamate CRISPR. Ora Barrangou e Horwath hanno scoperto che servono per acquisire resistenza contro i virus batteriofagi: una sorta di sistema immunitario primitivo in cui il codice genetico dei virus che provano ad aggredirli viene registrato ed usato per difendersi in attacchi futuri.
Ma in che modo riescono a farlo? Era chiaro che ci doveva essere una nuova ed ancora sconosciuta strada per tagliare il DNA.
I due ricercatori hanno finalmente individuato la proteina che aveva questa capacità di tagliare il materiale genetico e l'hanno chiamata Cas9: CRISPR associated system 9.

Nell'articolo pubblicato su Science, viene descritto come Cas9 possa essere associata ad un doppio RNA per il taglio di specifiche sequenze: nei batteri serve per difendersi da DNA esterni a quello genomico, come nel caso di batteriofagi.
Ma lo stesso processo può venire utilizzato da ricercatori di tutto il mondo per ingegnerizzare più economicamente e velocemente ed in modo più flessibile il genoma di cellule e batteri. In questo modo è atteso un possibile grande successo e salto in avanti nella ingegneria genetica.
"Si diffonderà come un incendio a chiunque ne venga a conoscenza ed è davvero allettante", dice George Church della Harvard University. "E' facile iniziare ed incominciare a fare molti esperimenti".
Le capacità di Cas9 posso coprire campi molto ampi e permettere studi genetici in un modo in cui prima non era possibile.
Fino ad ora era difficile studiarlo direttamente. Ma adesso, spiega Churc, puoi prendere una cellula da una persona che ha il suo DNA sequenziato, realizzarne una staminali pluripotente indotta (iPS) ed usare Cas9 per vedere gli effetti di modifiche del genoma direttamente su una cellula caratterizzata.
C'è ancora molta strada da fare ma è da tanto tempo che una singola proteina non ha eccitato l'intero mondo della biologia: non male per una scoperta fatta per fare uno yogurt migliore.

Approfondimenti: Cas9 CRISPR CASCADE

Leggi l'articolo scientifico
Cong L, Ran FA, Cox D, Lin S, Barretto R, Habib N, Hsu PD, Wu X, Jiang W, Marraffini LA, Zhang F. "Multiplex Genome Engineering Using CRISPR/Cas Systems". Science (2013). DOI: 10.1126/science.1231143

Redazione MolecularLab.it (21/03/2013)
Pubblicato in Biochimica e Biologia Cellulare
Tag: Cas9, CRISPR, CASCADE, enzima, restrizione, ingegneria genetica
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