Gli scienziati del Massachusetts Institute of Technology hanno sviluppato un nuovo strumento per la
Il metodo proposto combina il precedentericerca in ingegneria genetica e biologia dei microrganismi. Nello specifico, i ricercatori stanno utilizzando la tecnologia di targeting CRISPR-Cas9, le molecole del sistema di difesa dei batteri e gli enzimi utilizzati dai virus per infettare i batteri.
La tecnologia CRISPR-Cas9 ha dimostrato efficacia inprocesso di editing genetico. Consiste in un enzima che taglia il DNA chiamato Cas9 e un breve filamento di RNA che dirige l'enzima verso una regione specifica del genoma, dicendo a Cas9 dove tagliare. Lo svantaggio di questo metodo è che più rotture nel DNA a doppio filamento causano mutazioni che possono portare a effetti collaterali.
Gli scienziati hanno usato le integrasi – enzimi che i batteriofagi (virus) usano per inserire il loro materiale genetico nelle cellule batteriche – per creare un metodo che non richiedeuna grande quantità di rottura del DNA.
Nel loro lavoro, i ricercatori hanno utilizzatoserina integrasi, che possono inserire enormi frammenti di DNA, fino a 50.000 paia di basi. Questi enzimi prendono di mira sequenze specifiche nel genoma, note come siti di attacco, che funzionano come "piastre di atterraggio". Quando trovano il giusto sito di atterraggio nel genoma dell'ospite, si legano ad esso e integrano il loro carico utile nel DNA.
Rappresentazione schematica del metodo PASTE. Immagine: Matthew T. N. Yarnall et al., Nature Biotechnology
Il metodo, che i ricercatori hanno chiamato PASTE,utilizza l'enzima Cas9, che effettua un singolo taglio nel punto giusto e inserisce una "pista di atterraggio" composta da sole 46 paia di basi di DNA. Questo inserimento può essere effettuato senza rompere il DNA: prima, una catena della molecola viene modificata con l'aiuto di una trascrittasi inversa fusa, e poi la seconda, complementare ad essa. Dopo aver "ripiantato" una piccola sezione, gli scienziati attivano un'integrasi che si lega ad essa e inserisce naturalmente una lunga sezione di DNA.
In una serie di esperimenti, gli scienziati hanno dimostrato che loropuò utilizzare PASTE per inserire geni in diversi tipi di cellule umane, comprese le cellule del fegato, le cellule T e i linfoblasti (globuli bianchi immaturi). Hanno testato il sistema di consegna con 13 diversi geni del carico utile, compresi quelli che potrebbero essere terapeuticamente utili, e sono stati in grado di inserirli in nove diverse posizioni nel genoma. Allo stesso tempo, il numero di inserti indesiderati si è rivelato insignificante.
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