L’introduzione dello strumento per l’editing genico, le cosiddette forbici genetiche CRISPR, nel 2007 è stata una rivoluzione nell’ambito della scienza medica e della biologia cellulare. Ma anche se le prospettive sono grandi, il lancio di CRISPR è stato seguito da un dibattito, incentrato in particolare su questioni etiche e sul grado di accuratezza e gli effetti collaterali della tecnologia.
Tuttavia, in un nuovo studio pubblicato sulla rivista scientifica Cell, i ricercatori del Centro per la ricerca sulle proteine Novo Nordisk hanno descritto come una delle tecnologie CRISPR, la cosiddetta Cas12a, funzioni – fino al livello molecolare.
Ciò rende possibile mettere a punto il processo di modifica del gene per ottenere solo gli effetti desiderati.
“Se confrontiamo CRISPR con un motore per auto, ciò che abbiamo fatto è creare una mappa 3D completa del motore e ottenere così una comprensione di come funziona. Questa conoscenza ci consentirà di mettere a punto il motore CRISPR e farlo funzionare in vari modI”, afferma il Professor Guillermo Montoya del Centro di ricerca sulle proteine Novo Nordisk.
Film molecolare
I ricercatori hanno utilizzato un microscopio crioelettronico per mappare la tecnologia. La struttura cryoEM recentemente inaugurata presso l’Università di Copenaghen consente ai ricercatori di scattare fotografie delle diverse forme della molecola mentre CRISPR-Cas12a abbatte il filamento del DNA.
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I ricercatori hanno combinato la struttura cryoEM con una tecnica di microscopia a fluorescenza chiamata “singola molecola FRET” che osserva direttamente i moti delle molecole e la sequenza di eventi per ogni singola proteina.
Tra le altre cose, questa sequenza di eventi ha rivelato ai ricercatori che tre “pezzi” degli strumenti CRISPR devono cambiare forma affinché il DNA venga tagliato correttamente.
“Il nostro nuovo studio mostra la serie precisa di eventi nel genoma che portano all’editing genico. Questi tre “pezzi” cambiano funzionano come i controlli di sicurezza aeroportuali”, afferma il Professore associato Nikos Hatzakis del Dipartimento di Chimica e del Centro di Nano-Scienza.
‘Più editing di quanto desiderato‘, dicono i ricercatori che sostengono che le loro nuove scoperte possono spiegare perché la tecnologia CRISPR può avere effetti collaterali sul genoma.
Una volta tagliato il filo del DNA, i tre “controlli di sicurezza” rimangono aperti e questo può far sì che il processo duri più a lungo del previsto perché il meccanismo alla base dell’editing genico continua a funzionare e può causare altri cambiamenti genetici.
Tuttavia, ora i ricercatori si aspettano le loro nuove conoscenze possano porre fine a tutto questo e possano essere usate per mettere a punto la tecnologia di modifica dei geni.
Fonte, Cell
