I ricercatori del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering di Harvard hanno creato un nuovo strumento di editing genetico che può consentire agli scienziati di eseguire milioni di esperimenti genetici contemporaneamente.
I ricercatori chiamano questa tecnica Retron Library Recombineering (RLR). Una tecnica che utilizza segmenti di DNA batterico chiamati retroni, che possono produrre frammenti di DNA a filamento singolo.
CRISPR è il “rivale” da superare
Quando si tratta di editing genetico, CRISPR-Cas9 è la superstar. Negli ultimi anni ha fatto scalpore nel mondo della scienza. Ha fruttato un Nobel a chi lo ha scoperto, e uno strumento formidabile a chi lo usa. Grazie a CRISPR, i ricercatori sono in grado di alterare facilmente le sequenze di DNA.
I pregi di CRISPR? Tanti. È più accurato delle tecniche utilizzate in precedenza. Ha un’ampia varietà di potenziali applicazioni , inclusi trattamenti salvavita per varie malattie. Ma presenta alcune limitazioni importanti. Primo, potrebbe essere difficile fornire materiali CRISPR-Cas9 in gran numero, il che rimane un problema per studi ed esperimenti. Secondo, il modo in cui funziona la tecnica può essere tossico per le cellule, perché l’enzima Cas9 (le “forbici” molecolari dello strumento di editing genetico incaricate di tagliare i filamenti di DNA) spesso taglia anche i siti non bersaglio.
L’editing genetico con i retroni
CRISPR-Cas9 taglia fisicamente il DNA per incorporare la sequenza mutante nel suo genoma durante il processo di riparazione. Nel frattempo, i retroni possono introdurre il filamento di DNA mutante in una cellula che si replica, in modo che il filamento possa essere incorporato nel DNA delle cellule figlie. Inoltre, le sequenze dei retroni possono fungere da “codici a barre” o “targhette con nome”, consentendo agli scienziati di modificare il genoma senza danneggiare il DNA nativo e possono essere utilizzati per eseguire più esperimenti in un’unica grande miscela.
I risultati dei test dell’RLR
Gli scienziati del Wyss Institute hanno testato la tecnica di editing genetico RLR su batteri E. coli e hanno scoperto che il 90% della popolazione ha incorporato la sequenza portata dai retroni dopo aver apportato alcune modifiche. Sono stati anche in grado di dimostrare quanto possa essere utile in massicci esperimenti genetici. Durante i loro test, sono stati in grado di trovare mutazioni di resistenza agli antibiotici in E. coli sequenziando i “codici a barre” dei retroni invece di sequenziare i singoli mutanti, rendendo il processo molto più veloce.
Il primo autore dello studio Max Schubert, spiega: “RLR ci ha permesso di fare qualcosa che è impossibile da fare con CRISPR. Abbiamo tagliato in modo casuale un genoma batterico, trasformato quei frammenti genetici in DNA a filamento singolo in situ e li abbiamo usati per schermare milioni di sequenze simultaneamente. È uno strumento di editing genico flessibile, che elimina la tossicità spesso osservata con CRISPR e migliora la capacità dei ricercatori di esplorare le mutazioni a livello del genoma.”
Per molto tempo, CRISPR è stato considerato solo una cosa strana che i batteri facevano e capire come sfruttarlo per l’ingegneria del genoma ha cambiato il mondo. I retroni sono un’altra innovazione batterica che potrebbe anche fornire alcuni importanti progressi
Max Schubert
