C'è una sorta di corsa agli armamenti mentre gli scienziati genetici "setacciano il pianeta" alla ricerca di alternative alla tecnologia CRISPR standard. Man mano che si accumula, la modifica del genoma umano si rivelerà il flagello dell'umanità. ⁃ TN Editor
Lo strumento di modifica genetica che ha rivoluzionato la biologia sta diventando ancora più potente.
CRISPR, come è noto il sistema, consente agli scienziati di mirare e tagliare una sequenza specifica di lettere su un filo di DNA con una precisione senza precedenti. Ciò ha aperto nuove possibilità per il trattamento delle malattie genetiche, aiutando le piante ad adattarsi al riscaldamento globale e persino a prevenire la diffusione della malaria nelle zanzare.
CRISPR è costituito da due componenti di base. Il primo è un pezzo di RNA che individua una sequenza predeterminata di DNA nel genoma di un organismo che gli scienziati vogliono alterare. Il secondo è un tipo di proteina chiamata un enzima che si attacca alla sezione bersaglio del DNA e lo unisce.
Cas9 è stato l'enzima cavallo di battaglia perché esegue un taglio netto e netto. Ma negli ultimi anni, gli scienziati hanno iniziato a cercare - e trovare - sistemi CRISPR alternativi che tagliano con enzimi diversi da Cas9.
"Cas9 è uno strumento potente, ma ha dei limiti", ha affermato Feng Zhang, pioniere del CRISPR, bioingegnere del MIT e del Broad Institute. "Ognuna di queste proteine ha carenze e punti di forza e insieme ci aiutano a creare una scatola di strumenti molto più versatile."
Alcuni dei nuovi enzimi Cas tagliano il DNA in modi diversi che rendono più probabile il funzionamento di alcune modifiche. Altri enzimi sono più piccoli, consentendo agli scienziati di inserirli più facilmente nelle cellule.
"La diversità delle proteine CRISPR è eccezionalmente ampia", ha affermato Benjamin Oakes, un collega imprenditoriale presso l'Innovative Genomics Institute, un progetto congiunto dell'Università della California, Berkeley e dell'Università della California, San Francisco. "Si sono evoluti nel corso di millenni e la natura ha sviluppato centinaia, se non migliaia, che possono funzionare".
In natura, i batteri usano questa tecnologia come meccanismo di difesa per trovare e distruggere i virus attaccanti.
I batteri immagazzinano sequenze di DNA virale all'interno del proprio DNA, fermate da una sequenza ripetuta di lettere. Da qui il nome di sistema CRISPR, che sta per ripetizioni palindromiche brevi raggruppate regolarmente. (I primi sistemi CRISPR scoperti erano in effetti parzialmente palindromici, tuttavia gli scienziati in seguito hanno scoperto che questo non è universalmente vero.)
CRISPR-Cas9 ha già dimostrato di essere uno strumento estremamente utile per un'ampia varietà di armeggi genetici, tra cui l'accensione e lo spegnimento dei geni, la disabilitazione totale, l'introduzione di nuovo DNA in un genoma e l'eliminazione del DNA che non si desidera.
Ma gli scienziati si sono chiesti quali altri enzimi CRISPR potrebbero portare sul tavolo dell'editing genetico.
CRISPR-Cas12a è stato il primo sistema dopo CRISPR-Cas9 ad essere utilizzato per l'editing genetico in laboratorio. Un recente studio sul cugino di Cas12a Cas12b ha dimostrato che questa variante potrebbe anche modificare il genoma umano, offrendo agli scienziati l'ennesimo strumento per affrontare le malattie genetiche.
Altri lavori hanno fatto luce su una suite di ulteriori promettenti enzimi CRISPR, tra cui Cas13, Cas14 e CasY. L'ultimo candidato, CasX, è stato descritto in dettaglio lunedì in uno studio di Oakes e altri sulla rivista Nature.
Confrontare i sistemi CRISPR è un po 'come confrontare i frutti, ha detto Zhang. Se gli enzimi Cas9 sono mele, gli enzimi Cas12 potrebbero essere prugne - ancora commestibili e deliziosi, ma anche totalmente diversi.
E come la frutta, questi diversi sistemi hanno delle variazioni al loro interno. Proprio come ci sono sottospecie di prugne, esiste anche una grande varietà di enzimi Cas12.
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