Interventi di editing genetico sempre più mirati e sicuri
Cambiando solo tre amminoacidi dei 1400 circa che formano la proteina Cas9 - le "nanoforbici" usate nella nuova tecnica di modificazione del genoma chiamata CRISPR/Cas9 - è possibile assicurarsi che l'enzima non sbagli bersaglio e vada a colpire una parte indesiderata del DNA(red)
Interventi di ingegneria genetica sempre più mirati e sicuri saranno possibili grazie a un perfezionamento della tecnica CRISPR/Cas9 che, pur essendo stata messa a punto molto di recente, sta diventando il metodo preferito per questo tipo di interventi. Ad annunciarlo in un articolo su “Science” è un team del Broad Institute, un centro di ricerca per le biotecnologie nato dalla collaborazione fra il Massachusetts Institute of Technology e la Harvard Medical School.
CRISPR/Cas9 è un sistema di modificazione del genoma, o “editing genetico”, in cui un filamento di RNA guida su uno specifico bersaglio Cas9, un enzima batterico tratto da Streptococcus pyogenes, in grado di tagliare il doppio filamento di DNA per asportarne un pezzetto, eliminando così un gene o alterandone la capacità di espressione.
La carica positiva presente lungo la scanalatura dell'enzima Cas9 tende a legarlo ai filamenti di DNA carichi negativamente. (Cortesia Ian Slaymaker, Broad Institute)Il successo di CRISPR/Cas9 è legato alla sua semplicità ed economicità rispetto ai metodi precedentemente utilizzati (come l'interferenza a RNA) e soprattutto alla sua precisione, molto più elevata. Tuttavia, in alcune situazioni anche Cas9 può sbagliare bersaglio e prendere di mira un segmento di DNA differente da quello a cui era destinato. Un errore di questo tipo può alterare l'espressione di geni sensibili, con conseguenze indesiderate e potenzialmente perfino lo sviluppo di un tumore.
Studiando la struttura tridimensionale di Cas9, Zhang e colleghi hanno scoperto sulla sua superficie una scanalatura che ha una carica elettrica positiva. Dato che il DNA ha una carica negativa, i due tendono a legarsi. Normalmente ciò non accade perché il filamento di RNA guida riesce a trainarlo nella posizione corretta, ma in alcune circostanze le cose possono andare altrimenti.
In seguito alla scoperta della scanalatura i ricercatori hanno provato a sostituire in Cas9 alcuni degli amminoacidi carichi positivamente con altri amminoacidi elettricamente neutri. Dopo una serie di prove hanno scoperto che è sufficiente cambiare tre dei circa 1400 amminoacidi di Cas9 perché, grazie alla loro posizione strategica, venga neutralizzata la carica positiva della scanalatura, senza però modificare la funzionalità dell'enzima. Nella serie di esperimenti condotti dai ricercatori per testare l'efficienza della nuova forma di Cas9 (forma che i ricercatori hanno chiamato eSpCas9, da enhanced S. pyogenes), questo “nanobisturi” genetico non ha mai sbagliato bersaglio.
