Con il DNA mobile è possibile una manipolazione genetica molto precisa

Forse un pezzo mobile di DNA che viaggia da un punto all’altro del genoma batterico potrebbe essere trasformato in un nuovo e preciso strumento di ingegneria genetica per sviluppare trattamenti medici e colture. Dopo decenni di ricerca su questo pezzo mobile di DNA, un gruppo di scienziati ha ora spiegato come si attacca a punti molto specifici del genoma e poi si integra lì. Sono stati in grado di inserire geni nei batteri tramite questo pezzo di DNA batteri coli O spegnere i suoi geni. Lei Descrizione di questo In Due articoli Che è stato pubblicato mercoledì in natura.

“Questa è una scoperta meravigliosa”, risponde Marcel Tegstermann, professore di stabilità del genoma presso il Leiden University Medical Center e non coinvolto nello studio. Loda “l’eleganza del lavoro”.

Il pezzo mobile di DNA rientra nella categoria dei cosiddetti Oggetti mobili, oggetti mobili. Si muove attraverso il genoma di un organismo, o crea copie di se stesso, e quella copia poi si integra in una posizione diversa nel genoma. Se ciò accade in un luogo in cui è presente il gene, quel gene può essere disattivato. Questi elementi trasponibili possono anche spostare o invertire tratti più lunghi di DNA (compresi i geni). Costituiscono fino al 40% del genoma totale di alcuni batteri e nel mais fino all'85%. Ha quindi un impatto significativo anche sulla struttura tridimensionale del DNA, e quindi anche sull’attività dei geni.

La biotecnologia sfrutta con entusiasmo questo meccanismo. Negli ultimi anni sono state sviluppate tecniche per inserire minuscoli frammenti di DNA nei genomi di batteri, piante o animali. Uno dei più famosi è CRISPR-Cas, che ha vinto il Premio Nobel per la Chimica nel 2020. Il componente CRISPR codifica per una sequenza di 20 lettere di DNA e si lega a un codice complementare di 20 lettere nel genoma, dopodiché il componente cas taglia il DNA a metà in quella posizione. Il gene può essere posizionato tra di loro.

Questa tecnica funziona anche su mammiferi e piante? Questa è ancora la domanda

Il frammento di DNA mobile ora distribuito è collegato al sistema CRISPR-Cas, afferma il biochimico Raymond Stahl (Università e ricerca di Wageningen), che lavora su questo sistema. Il pezzo mobile di DNA appartiene alla famiglia degli elementi trasponibili più semplici: Sequenze di inserimento. Questi si trovano nei batteri. I ricercatori si sono concentrati su un membro specifico di quella famiglia, l’elemento IS110. Si taglia fuori dal genoma in un punto e poi si integra in un altro. Quando IS110 si taglia, parte di esso viene tradotta in mRNA e poi in una proteina di ricombinazione. La scoperta ora è che anche un'altra parte di IS110 viene tradotta, ma rimane “bloccata” nella fase RNA. Gli scienziati chiamano questo pezzo “Ponte dell'RNA“. Il ponte RNA si lega al codice DNA presente nel genoma in un punto specifico e allo stesso tempo si lega a IS110. I ricercatori sono stati in grado di visualizzare queste connessioni – una delle due pubblicazioni è su questo argomento. Quindi il ponte RNA bridge ) sposta IS110 in un sito nel genoma batterico dove può integrarsi. La ricombinazione garantisce che ciò avvenga.

Il sistema IS110 è per certi versi migliore del sistema Crispr-Cas, afferma Stals. “Devo sempre spiegare che CRISPR-Cas funziona in modo molto preciso, ma effettua solo un taglio da qualche parte nel genoma. Se poi si vogliono inserire dei geni, sono necessarie tecniche aggiuntive. Ma il sistema IS110 fa entrambe le cose domanda “Se funziona anche nelle cellule dei mammiferi e delle piante”.