CRISPR tuttofare: ora pedina e ripulisce l'RNA / CRISPR handyman: now he tags after and cleans the RNA

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Questa tecnica di editing per il DNA può essere usata anche per smaltire in modo differenziato l'RNA eguagliando e superando le prestazioni dell’approccio usato in precedenza a questo scopo.

Finora avevamo imparato che CRISPR serve a trovare un gene difettoso, tagliarlo e cambiarne la sequenza, magari per spegnerlo del tutto. Ma se invece volessimo evitare alterazioni permanenti e procedere in modo più prudente? Si potrebbe lasciare intatto il gene incriminato, intercettando e distruggendo i messaggi di RNA con cui impartisce ordini sbagliati alle cellule malate. Così sarebbe più facile tornare indietro, se necessario. La buona notizia è che CRISPR è un sistema tuttofare e riesce bene anche in questo compito. Uno dei padri della tecnica, il cinese naturalizzato americano Feng Zhang, ha dimostrato su "Nature" di poter intervenire in modo efficiente sull’RNA dei mammiferi, e anche delle piante, eguagliando e superando le prestazioni dell’approccio usato in precedenza a questo scopo (RNA interferenza). Insomma CRISPR si tiene stretta la sua professione ufficiale, come correttore di bozze del DNA, ma si è trovata anche un secondo impiego. Lo smaltimento differenziato dell’RNA.

La principale qualità di questa piattaforma tecnologica è che è facilmente programmabile, nel senso che i ricercatori possono fornire una guida su misura per ogni esperimento e CRISPR può servirsene per identificare il bersaglio prescelto e concentrarsi su quello. Per capire come funziona il processo, basta immaginare l’analogo molecolare di un coltellino svizzero multifunzione, dotato di bussola per orientarsi, morsa per legare e cesoie per recidere. Il gruppo del Broad Institute di Boston però ha modificato un po’ l’armentario di base. Al posto delle classiche forbici molecolari taglia-DNA (quelle dell’enzima Cas9), i ricercatori hanno usato un enzima che fa a pezzetti l’RNA (detto Cas13). Hanno passato in rassegna una

quindicina di varianti, appartenenti a microrganismi diversi, poi hanno selezionato la migliore, quella originaria del Leptotrichia wadei. Quindi hanno messo alla prova il sistema in vari modi, per esempio facendogli ripulire alcune cellule dagli RNA messaggeri prodotti da tre geni associati al cancro. Zhang e colleghi hanno anche arricchito la cassetta degli attrezzi di CRISPR di un altro strumento, che serve a pedinare anziché a fare fuori l’RNA bersaglio. È stato sufficiente mettere fuori uso le forbici molecolari mantenendo intatte bussola e morsa, e poi aggiungere una spia fluorescente. In questo modo il target viene scovato, afferrato e visualizzato mentre si muove dentro alla cellula.

Le applicazioni per ora serviranno soprattutto alla ricerca di base, ma c’è un altro gruppo che sta già lavorando per sguinzagliare CRISPR dietro agli RNA tossici prodotti nel morbo di Huntington, nella sclerosi laterale amiotrofica e in alcuni tipi di distrofia muscolare. Gene Yao, dell’Università della California a San Diego, ha descritto il suo approccio su "Cell" in agosto, riportando buoni risultati in vitro, e ritiene che in futuro potrebbe essere applicato a oltre venti malattie genetiche. Una terapia del genere avrebbe un effetto temporaneo, non basterebbe un unico trattamento come quando si modifica direttamente il DNA. Ma Yao ha spiegato alla "MIT Technology Review" che ritiene questo procedimento potenzialmente più sicuro e spera, con gli opportuni accorgimenti, di poter mantenere il suo arsenale attivo nelle cellule malate abbastanza a lungo.

ENGLISH

This DNA editing technique can also be used to differentiate the RNA by equalizing and overcoming the performance of the previously used approach to this purpose.

So far, we have learned that CRISPR serves to find a bad gene, cut it and change its sequence, maybe to turn it off altogether. But if we want to avoid permanent alterations and proceed more cautiously? You could leave the intact gene intact, intercepting and destroying the RNA messages with which it gives wrong orders to the diseased cells. So it would be easier to go back if necessary. The good news is that CRISPR is an all-rounder and it is also well-suited to this task. One of the fathers of the technique, American nationalized Chinese Feng Zhang, has demonstrated on Nature that he can efficiently intervene on mammalian RNAs and even plants, equalizing and overcoming the benefits of the approach previously used for this purpose (RNA interference). In short, CRISPR keeps its official profession as a DNA proofreader, but has also found a second job. Differentiated disposal of RNA.

The top quality of this technology platform is that it is easily programmable in the sense that researchers can provide tailor-made guidance for each experiment and CRISPR can serve to identify and target the target. To understand how the process works, just imagine the molecular analogue of a Swiss multifunctional knife, equipped with a compass for orientation, a clamp for wires and shears for cracking. The Broad Institute group in Boston has, however, modified a bit the basic arenary. Instead of the classical molecular size cut scissors (those of the Cas9 enzyme), the researchers used an enzyme that breaks the RNA (Cas13). They reviewed about fifteen variants, belonging to different microorganisms, then selected the best, the original one of Leptotrichia wadei. So they tested the system in various ways, for example by making it clean up some cells from RNA messengers produced by three cancer-related genes. Zhang and colleagues have also enriched the CRISPR toolbox of another tool, which serves to play instead of doing out the target RNA. It was enough to put off the molecular scissors by keeping the compass and vice intact, and then add a fluorescent lamp. In this way, the target is picked up, grabbed and displayed while moving inside the cell.

Applications for now will serve primarily in basic research, but there is another group that is already working to unlock CRISPR behind the toxic RNAs produced in Huntington's disease, amyotrophic lateral sclerosis and some types of muscular dystrophy. Gene Yao, of the University of California at San Diego, described his approach to Cell in August, showing good in vitro results, and believes that in the future it could be applied to over twenty genetic diseases. Such a therapy would have a temporary effect, it would not be enough for a single treatment as when directly modifying DNA. But Yao explained to the "MIT Technology Review" that he believes this process is potentially safer and hopes, with the right means, to keep his active arsenal in sick cells long enough.

Da:

http://www.lescienze.it/news/2017/10/09/news/crispr_rna_interferenza-3699090/