Nuovo metodo per riprogrammare il genoma: il meccanismo si basa sulle ricombinasi

La terapia genica e l’ingegneria genetica hanno fatto un passo avanti, individuando un nuovo metodo per riprogrammare il genoma. Il metodo è stato descritto sulla rivista Nature in due studi pubblicati da Atrick Hsu dell’Arc Institute statunitense e Hiroshi Nishimasu dell’Università di Tokyo. Il meccanismo alla base del nuovo metodo per riprogrammare il genoma non comprende più forbici molecolari, come quelle che caratterizzano la tecnica di editing genomico Crispr, ma una sorta di bypass che collega la sequenza donatrice con quella bersaglio senza tagliare il Dna. Questa scoperta è un significativo passo avanti per l’ingegneria genetica e per la terapia genica.

I gruppi di ricerca hanno messo a punto la nuova tecnica con esperimenti sui batteri Escherichia coli e adesso saranno necessarie ulteriori ricerche per valutare se questo metodo sia praticabile e sicuro in diverse specie e tipi di cellule, comprese quelle dei mammiferi. I possibili vantaggi rispetto alle tecniche attualmente in uso sono notevoli perché il nuovo metodo si annuncia fin da adesso più semplice ed efficiente.

Il meccanismo si basa sulle ricombinasi, proteine che sono in grado di effettuare uno scambio tra regioni di Dna coordinando, appunto, il processo fondamentale della ricombinazione genetica che avviene normalmente in natura. Le ricombinasi sono note da tempo, ma quella ora scoperta è la prima conosciuta a utilizzare come ponte tra la sequenza donatrice e quella bersaglio l’Rna, ossia la molecola a singolo filamento sorella del Dna. Questo Rna-ponte si ripiega infatti in due anelli: uno legato alla sequenza di Dna da inserire e l’altro al punto in cui effettuare l’inserzione. Entrambi gli anelli sono programmabili in maniera indipendente, consentendo di abbinare praticamente qualsiasi coppia di sequenze genetiche, una sorta di ‘adattatore’ molecolare universale.

Testata nei batteri E. coli, la nuova tecnica ha dimostrato un’efficienza del 60% nell’inserire una sequenza di Dna e ha riconosciuto la corretta posizione genomica in cui fare la modifica in oltre il 94% dei casi. “Il sistema dell’Rna ponte è un meccanismo fondamentalmente nuovo per la programmazione biologica”, sottolinea Hsu. “Questa tecnica risolve alcune delle sfide più importanti che devono affrontare altri metodi di modifica del genoma – aggiunge Matthew Durrant, co-autore dei due studi -. La capacità di guidare la riorganizzazione di due molecole di
Dna qualsiasi apre le porte a scoperte rivoluzionarie nella progettazione del genoma”.