I primi coralli CRISPR per studiare (e salvare) la barriera

coral bleachingNon sono i super-coralli geneticamente editati che, nei sogni di qualche visionario, potrebbero ripopolare il grande reef danneggiato dai cambiamenti climatici. Ma sono comunque i primi polipetti di Acropora millepora corretti con CRISPR. Hanno debuttato sull’ultimo numero della rivista PNAS, con un lavoro firmato dalle Università di Stanford e del Texas, insieme all’Istituto australiano di scienze marine di Townsville. Questi organismi, dunque, hanno ben poco di controverso e molto di utile. La loro missione è inaugurare un nuovo filone di ricerca, con lo scopo di rivelare le basi molecolari della vulnerabilità al “bleaching”, lo sbiancamento innescato dal riscaldamento globale che sta decimando la barriera corallina. Continua a leggere

CRISPR, ultima edizione

crispr-latest-edition[8047]Non passa giorno senza che CRISPR faccia notizia. Febbraio è iniziato con l’editing di cellule umane con mutazioni legate alla distrofia muscolare di Duchenne (Science Advances) e di topi affetti da retinite pigmentosa (bioRxiv, presto anche sul CRISPR Journal). Segnaliamo anche una notizia che ci era sfuggita a gennaio: come ottenere cellule staminali pluripotenti crispando un solo gene (Cell Stem Cell).

L’editing incontra l’epigenetica

lucine crisprCorreggere tre malattie genetiche senza cambiare neppure una lettera del DNA. Può sembrare impossibile ma per riuscirci è bastato far incontrare le due tendenze più calde della ricerca in biomedicina. Una è la tecnica CRISPR, che consente di intervenire in modo mirato sui geni bersaglio grazie all’utilizzo di una macchina molecolare programmabile. L’altra è l’epigenetica, ovvero lo studio delle modificazioni chimiche che influiscono su accensione e spegnimento dei geni anziché sulla successione delle loro lettere. Da questa unione è nato un approccio che può essere chiamato editing epigenetico, perché le correzioni sono precise e puntuali come nella lavorazione editoriale di un testo (l’editing appunto), e perché avvengono a un livello che sta al di sopra di quello genetico (epi-genetico). Continua a leggere

Rec-Stop-Play: CRISPR diventa un registratore biologico

biological recorder

Con i normali registratori vocali basta premere il tasto Rec per avviare la registrazione, Stop per fermarla, Play per ascoltare. Ora un gruppo della Columbia University ha ideato un sistema per fare qualcosa del genere nei sistemi viventi, registrando i cambiamenti che avvengono dentro e intorno alle cellule. Il nuovo registratore biologico si chiama Trace e ci aiuterà a studiare quello che avviene in habitat aperti come il mare, o difficilmente accessibili come l’intestino dei mammiferi. Al posto della musica o delle voci, si registrano le tracce lasciate dalle fluttuazioni molecolari, che riflettono l’andamento di particolari vie metaboliche, gli alti e bassi dell’espressione genica, le relazioni tra le cellule di una popolazione. Come supporto, invece delle vecchie bobine, c’è il DNA. Sequenziarlo, alla fine, equivale a riascoltare la registrazione. Ma come si fa a incidere il nastro? Continua a leggere

CRISPR e oltre, il video di Nature Methods

Prima abbiamo imparato che il sistema di editing CRISPR-Cas9 taglia il DNA per modificarlo, e questa è la ricetta classica, evergreen. Poi abbiamo scoperto che è possibile trasformare una lettera in un’altra senza tagliare, grazie ai nuovi correttori di basi, che rappresentano l’ultima tendenza. Ma la cassetta degli attrezzi di CRISPR è molto più ricca e variegata. Esistono varianti con le forbici disattivate, ma accessoriate con altri componenti utili allo studio del genoma. Può trattarsi di attivatori della trascrizione, per aumentare il livello di espressione del gene scelto come bersaglio. O di repressori della trascrizione, per silenziarlo temporaneamente. Oppure di proteine fluorescenti per visualizzare l’architettura tridimensionale dei cromosomi. I dettagli tecnici sono spiegati in questo poster di Nature Methods. Ma non perdetevi il video di animazione che lo accompagna: “Ciò che è stato ottenuto finora potrebbe essere solo la punta dell’iceberg. La rivoluzione di CRISPR non è ancora finita”.

 

La matita al posto delle forbici. CRISPR corregge il DNA senza tagliare

MUTATION

Non chiamatelo taglia-incolla. Il sistema CRISPR si è evoluto, e per correggere le mutazioni ora non ha più bisogno di tagliare. Due lavori, pubblicati rispettivamente su Nature e su Science, annunciano l’arrivo di due nuove varianti di questa piattaforma tecnologica per l’editing genomico. Si tratta di veri e propri correttori automatici di refusi (“base editor”), che prendono il posto delle forbici molecolari della versione classica di CRISPR. La differenza principale fra le due nuove varianti presentate oggi è che una lavora sul DNA, introducendo cambiamenti duraturi nel genoma, mentre l’altra interviene sui suoi trascritti di RNA, con effetti reversibili. In comune hanno la strategia di fondo: quando identificano una lettera sbagliata ne sistemano delicatamente gli atomi cambiandone l’identità. La sequenza insomma viene corretta senza bisogno di recidere, e senza le imprecisioni che si verificano quando si attiva il macchinario naturale di riparazione cellulare. Il nuovo approccio surclassa in efficienza le procedure alternative e consente interventi ad alta fedeltà con un tasso minimo di errori. La speranza, dunque, è che in futuro questi convertitori di lettere possano essere utilizzati per riparare le mutazioni puntiformi che causano molte gravi malattie umane. Continua a leggere