Scoperta nel codice genetico: nuove proteine con amminoacidi insoliti

RomeRicercatori del Scripps Research hanno sviluppato un nuovo metodo per apportare modifiche genetiche e ampliare la produzione di proteine utilizzando codoni di quattro nucleotidi invece dei tradizionali codoni di tre nucleotidi. Questo approccio consente di includere aminoacidi insoliti nelle proteine, aprendo la strada a significativi progressi nell'ingegneria biologica, nella scoperta di farmaci e nella biologia sintetica.

Tradizionalmente, la codifica genetica utilizza un sistema in cui tre nucleotidi di RNA, chiamati codoni, corrispondono a un amminoacido. Questo modello convenzionale limita le proteine a combinazioni di 20 amminoacidi standard. Tuttavia, gli scienziati hanno cercato di migliorare questo sistema per creare proteine con nuove qualità. I ricercatori del Scripps hanno sviluppato un nuovo metodo che facilita l'inclusione di amminoacidi non standard, ampliando le potenziali funzioni delle proteine.

Ecco alcuni elementi distintivi di questa innovazione:

• Usa codoni a quattro nucleotidi anziché codoni a tre nucleotidi.
• Permette l'aggiunta di aminoacidi non canonici senza modificare l'intero genoma.
• Mantiene inalterati i processi cellulari normali e la stabilità.
• Consente la creazione di proteine specifiche per diverse applicazioni.

I metodi precedenti avevano difficoltà perché modificare i codoni richiedeva un editing estensivo del genoma, rischioso per la stabilità e la normale funzione delle cellule. Il nuovo metodo utilizza codoni a quattro nucleotidi, evitandone i rischi e aggiungendo più opzioni al codice genetico senza alterare l'intero genoma. Questo approccio aiuta le cellule a riconoscere e utilizzare correttamente questi codoni, permettendo l'inserimento preciso di aminoacidi non comuni.

Il team di ricerca ha progettato geni utilizzando codoni di tre lettere frequentemente impiegati attorno a obiettivi specifici per garantire l'uso corretto dei codoni a quattro nucleotidi. Ciò ha permesso alle cellule di aggiungere con successo nuovi amminoacidi che corrispondevano ai tRNA di quattro nucleotidi. Hanno dimostrato questa tecnica creando oltre 100 nuovi peptidi, ognuno contenente fino a tre amminoacidi non standard.

Le applicazioni di questa scoperta sono vastissime. Le proteine su misura possono rivoluzionare la medicina, consentendo la creazione di nuovi farmaci più efficaci e precisi. Nel settore manifatturiero, queste proteine possono migliorare la stabilità e la funzionalità dei processi industriali. Nel campo della rilevazione chimica, nuove proteine potrebbero permettere metodi di rilevazione più sensibili e accurati.

Ahmed Badran e il suo team hanno sviluppato uno strumento semplice ed efficace per l'ingegneria delle proteine. Questo metodo migliorerà la nostra capacità di lavorare con le molecole biologiche e potrebbe portare a progressi in molte aree scientifiche e industriali.