La modifica dei mitocondri all'interno di ogni cellula umana è stata il Santo Graal e l'ultima frontiera dell'editing genetico. Ciò è stato realizzato e apre un nuovo campo per i genetisti. I transumani troveranno questa scoperta particolarmente eccitante. ⁃ Editor TN
Il biologo David Liu era nel mezzo della sua mattinata di viaggio al Broad Institute due estati fa quando ha aperto l'e-mail. Abbiamo appena scoperto una nuova tossina prodotta dai batteri, spiegato la nota di un ricercatore con cui Liu non aveva mai parlato, e "potrebbe essere utile per qualcosa che voi ragazzi fate".
Incuriosito, Liu telefonò al mittente, biologo Joseph Mougous dell'Università di Washington, e divenne presto chiaro che la tossina batterica aveva un talento che era davvero utile per quello che fa Liu: inventare modi per modificare i geni. Mercoledì, insieme ai loro colleghi, hanno riferito su Nature di aver trasformato la tossina nel primo editore al mondo di geni negli organelli cellulari chiamati mitocondri.
Se tutto va bene, la scoperta potrebbe fornire un modo per studiare e, un giorno, curare una lunga lista di malattie ereditarie rare ma devastanti derivanti da mutazioni genetiche nella centrale elettrica della cellula.
"Siamo alla ricerca di una tecnologia come questa da molto tempo", ha affermato il biologo Fyodor Urnov dell'Innovative Genomics Institute dell'Università della California, che ha recensito il carta per la natura. "Siamo stati in grado di fare mutazioni puntiformi" - cambiando una singola lettera di DNA - "nel DNA nucleare umano per 15 anni, ma i mitocondri hanno resistito furiosamente, con grande frustrazione di tutti. Con questa tecnologia, la ricerca mitocondriale entrerà in un'epoca d'oro. "
Le centinaia di mitocondri a forma di capsula all'interno di ogni cellula trasformano ossigeno e sostanze nutritive nell'energia chimica che alimenta il metabolismo cellulare. I mitocondri metabolizzano anche il colesterolo e sintetizzano ormoni e neurotrasmettitori. Se uno dei loro 37 geni è aberrante, i mitocondri non possono esibirsi, causando una qualsiasi delle centinaia di malattie mitocondriali. Il più devastante, tra cui la "sindrome da deplezione del DNA mitocondriale" (MDDS), distruggi i muscoli e il cervello dei bambini e alla fine si prenda la vita.
La rivoluzione dell'editing del genoma ha ampiamente superato i mitocondri. CRISPR non funziona: la guida RNA che utilizza come un segugio per trovare il bersaglio all'interno di un genoma non può penetrare nelle pareti mitocondriali. Editor precedenti, come i TALEN, possono eliminare le mutazioni dei mitocondri nelle cellule che crescono nei piatti di laboratorio, ma solo distruggendo il DNA. Nulla poteva risolvere le mutazioni cambiando una lettera di DNA in un'altra, come una C in una T o una G in una A.
"I mitocondri", ha detto Liu, "sono uno degli ultimi bastioni del DNA che ha resistito alla modifica del genoma di precisione".
L'email di Mougous ha suggerito un modo per aggirare quella resistenza. Studia la guerra chimica che i batteri intraprendono contro altri batteri. L'arma chimica che aveva appena scoperto, secreta dal batterio Burkholderia cenocepacia, è un enzima che si infiltra in un batterio nemico e uccide con letale semplicità: provoca mutazioni genetiche a una sola lettera nel DNA a doppio filamento di un batterio. In ogni punto mirato, lascia il DNA batterico a brandelli. Il batterio muore. Missione compiuta.
Mougous, come Liu a Howard Hughes Medical Institute investigatore, sapeva che Liu aveva inventato un sfondamento forma di CRISPR, che cambia solo una singola lettera di DNA, e lo fa senza tagliare la doppia elica, che può portare al caos genomico. Chiamata "modifica di base", questa tecnologia ne ha già generato una biotech e sta marciando verso gli studi sull'uomo.
La sua nuova tossina batterica, pensò Mougous, sembrava sicuramente un editore di base; cambia la coppia di nucleotidi CG in un TA. E non richiede un RNA guida (il chaperone che non può penetrare nei mitocondri).
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