Inventata una nuova tecnica di editing genomico, la Mobile-CRISPRi
Un ricercatore della University of Wisconsin-Madison e i suoi collaboratori della University of California San Francisco hanno reinventato lo strumento di modificazione genetica CRISPRi per studiare quali geni sono bersaglio di particolari antibiotici, fornendo indizi su come migliorare gli antibiotici esistenti o svilupparne di nuovi.
La resistenza agli attuali antibiotici da parte di agenti patogeni è un problema crescente, che si stima possa mettere in pericolo milioni di vite umane e costare oltre 2 miliardi di dollari ogni anno negli Stati Uniti.
Jason Peters, professore di scienze farmaceutiche presso la University of Wisconsin-Madison, ha sviluppato una nuova tecnica che permetterà di studiare meglio l’interazione fra antibiotici e batteri patogeni. La nuova tecnica si chiama Mobile-CRISPRì ed è stata sviluppata a partire dalla CRISPRi. CRISPRi (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats interference) è una tecnologia di editing del genoma, un intervento di precisione che consente la correzione mirata di una sequenza di DNA. Per effettuarlo si usano delle proteine della classe delle nucleasi, che assomigliano a delle forbici molecolari e sono capaci di tagliare il DNA nel punto desiderato.
Nonostante i suoi numerosi pregi, la tecnica CRISPRi è stata utilizzata solo in poche specie batteriche per problemi di specificità. Per superare questo ostacolo, Peters ha sviluppato un complesso di componenti CRISPRi modulari e trasferibili, che possono integrarsi stabilmente nei genomi di diversi batteri. La modularità di ogni componente di Mobile-CRISPRi rende semplice il suo utilizzo con un gran numero di batteri, fra cui i patogeni. Questa tecnica è stata progettata non per tagliare il DNA, ma semplicemente per posizionarsi su un gene specifico ed agire sull’espressione delle proteine. I ricercatori hanno dimostrato che se si riduce la quantità di proteine ’bersaglio’ di un antibiotico, i batteri diventano molto più sensibili a livelli più bassi del farmaco.
Con questa tecnica si potranno analizzare migliaia di geni alla volta, studiandoli come potenziali bersagli degli antibiotici. In questo modo gli scienziati potranno imparare meglio il funzionamento degli antibiotici e potranno sviluppare loro miglioramenti.
"Quello che dobbiamo fare è comprendere le nuove debolezze dei batteri patogeni", ha detto Jason Peters, che ha sviluppato il nuovo sistema. "Adesso è possibile fare studi su come gli antibiotici funzionano direttamente sugli agenti patogeni. Questo potrebbe darci maggiori informazioni su come funzionano questi farmaci nei diversi organismi e, potenzialmente, su cosa possiamo fare per renderli migliori".
Fonti: Peters JM, Koo BM, Patino R, Heussler GE, Hearne CC, Qu J, Inclan YF, Hawkins JS, Lu CHS, Silvis MR, Harden MM, Osadnik H, Peters JE, Engel JN, Dutton RJ, Grossman AD, Gross CA, Rosenberg OS. Enabling genetic analysis of diverse bacteria with Mobile-CRISPRi. Nat Microbiol. 2019 Jan 7. doi: 10.1038/s41564-018-0327-z.
Hamilton E. Gene-editing tool now being used to develop better antibiotics. University of Wisconsin-Madison News. January 11 2019. https://news.wisc.edu/gene-editing-tool-now-being-used-to-develop-better-antibiotics
Meldolesi A. Cos’è CRISPR. https://crispr.blog/cose-crisprwhats-crispr/