Metodo rivoluzionario permette modifiche multiple del genoma in un unico passaggio

RomeScienziati dei Gladstone Institutes hanno sviluppato un nuovo metodo per apportare molteplici modifiche precise al genoma contemporaneamente. Questa innovazione migliorerà notevolmente lo studio delle malattie e la creazione di nuovi trattamenti. I ricercatori hanno utilizzato molecole chiamate retroni per creare uno strumento capace di alterare efficacemente il DNA in batteri, lieviti e cellule umane. Questo nuovo approccio aiuterà gli scienziati a superare i limiti delle tecniche attuali di editing del genoma, che permettono cambiamenti solo in un punto alla volta.

Ecco ciò che conta:

• Nuovo metodo permette modifiche genetiche multiple in una sola fase
• Utilizza retroni per alterare il DNA in modo efficiente
• Funziona in batteri, lieviti e cellule umane

La modifica del genoma è cruciale per comprendere le malattie e sviluppare terapie capaci di correggere alterazioni genetiche dannose. Le tecniche attuali sono lente poiché possono modificare solo una parte del genoma alla volta. I ricercatori devono eseguire ogni modifica singolarmente, rendendo il processo molto laborioso.

Seth Shipman, ricercatore presso i Gladstone Institutes, ha mirato a far progredire le tecnologie genomiche. Nel 2022, il suo team ha combinato retroni e CRISPR-Cas9 per sviluppare un metodo veloce di modifica delle cellule umane. Tuttavia, rimaneva una grande sfida: modificare contemporaneamente più punti del genoma non era ancora possibile.

Il team di Shipman ha creato i "multitroni," come descritto nel loro studio pubblicato su Nature Chemical Biology. Questi retroni ingegnerizzati possono generare più frammenti di DNA contemporaneamente. Quando introdotti in una cellula, i multitroni possono apportare molteplici modifiche al DNA simultaneamente, rendendo questo metodo molto più rapido rispetto alle tecniche tradizionali.

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Alejandro González-Delgado, ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Shipman e co-autore dello studio, spiega che il vecchio metodo richiedeva di effettuare modifiche multiple in sequenza, riutilizzando le cellule modificate per ogni nuovo intervento. Questo processo era lento e richiedeva molto impegno. Con i multitroni, ora possono effettuare diverse modifiche contemporaneamente, rendendo la procedura molto più semplice.

I multitroni possono eliminare ampie porzioni del genoma. Procedono con cancellazioni graduali per rimuovere le parti centrali di una regione bersaglio fino a eliminarne completamente il segmento.

Il team ha dimostrato come i loro metodi possano essere impiegati per registrare eventi molecolari e migliorare l’ingegneria metabolica. In passato, i retroni erano utilizzati per tracciare ciò che accade all'interno di una cellula e come essa cambia nel tempo. Ora, con i multitroni, queste registrazioni sono diventate più precise e dettagliate. González-Delgado afferma che questa tecnologia potrebbe essere impiegata nell'intestino per monitorare condizioni come l'infiammazione.

Gli scienziati hanno utilizzato strumenti speciali per modificare diversi geni in una via metabolica. Questo ha permesso loro di triplicare la produzione di licopene, un potente antiossidante. Ciò dimostra che il loro metodo potrebbe essere utile in ambito industriale e medico.

Shipman e il suo team hanno apportato un significativo avanzamento nella tecnologia di modifica del genoma. Il loro metodo permette agli scienziati di effettuare numerosi cambiamenti precisi contemporaneamente, accelerando la ricerca e facilitando lo studio e il trattamento di malattie genetiche complesse.