FINALMENTE NOBEL - Premio Nobel per la Chimica 2020 assegnato a Jennifer A. Doudna ed Emmanuelle Charpentier

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La Royal Swedish Academy of Science ha assegnato il Premio Nobel per la Chimica 2020 a Jennifer A. Doudna, Università di Berkeley in California, ed Emmanuelle Charpentier, Unit for Science of Pathogens dell’istituto Max Planck di Berlino, per “Lo sviluppo di un metodo per l’editing del genoma”.
La tecnologia sviluppata viene chiamata CRISPR-Cas9, per gli amici solo CRISPR.
Le due ricercatrici non hanno creato o inventato nulla, hanno unito i puntini e utilizzato in modo alternativo una macchina molecolare che la natura metteva a disposizione, qualcosa che abbiamo sempre avuto sotto il naso. La storia comincia con il microbiologo Francisco Mojica, dell’Università di Alicante, che studiando dei microrganismi della famiglia degli Archaea, ha individuato delle sequenze geniche particolari, ripetute.
Queste sequenze celavano un sistema difensivo batterico, una memoria immunitaria contro le infezioni virali. Estendendo la ricerca ad altri microrganismi si rese conto che le sequenze di interesse erano presenti su moltissime altre famiglie batteriche e spiegavo finalmente come alcune specie mostrassero resistenza all’attacco di batteriofagi, virus batterici.
Le sequenze vengono banalmente chiamate “Repeats”, sequenze identiche ripetute, e sono intervallate da “Spacer”, sequenze spaziatrici diverse l’una con l’altra. Gli Spacer sono porzioni di genoma virale, una specie di fototessera del virus che il batterio conserva dopo essere entrato in contatto per la prima volta col nemico. Nei contatti successivi il batterio arma i suoi “anticorpi”, un enzima chiamato Cas9 che porta con sé una copia della fototessera del nemico con su scritto WANTED.
Cas9 scansiona il genoma virale finché non trova la sequenza corrispondente e molto semplicemente la taglia, interrompe il genoma virale evitando l’infezione.
La genialità di Doudna e Charpentier è stata nel capire le potenzialità di tale sistema difensivo, capire che esso potesse, con pochi accorgimenti, divenire un sistema propositivo, utilizzabile in laboratorio come strumento di editing. Con “editing” si intende la possibilità di migliorare qualcosa applicando dei piccoli cambiamenti, delle correzioni minime, mirate, che fanno però la differenza.
Nelle conclusioni dello storico paper pubblicato dalle due ricercatrici si legge “We propose an alternative methodology based on RNA-programmed Cas9 that could offer considerable potential for gene-targeting and genome-editing applications.”, cioè programmare Cas9 con una sequenza di interesse, scritta in laboratorio, selezionando quindi un gene bersaglio in cui si vogliono apportare delle modifiche.
I Cas9 così programmati risultano dunque delle forbici molecolari estremamente precise e rapide.
Vengono poi sfruttati i meccanismi di riparazione del DNA intrinsechi di ogni organismo per ricucire il taglio ma con degli accorgimenti. Lo strumento diventa così equiparabile a la funzione “taglia e incolla” che troviamo sui nostri computer, o ancora meglio “trova e sostituisci”.
Risultato della visione delle due Nobel è uno strumento che offre innumerevoli possibilità: dalle terapie geniche, ad esempio per beta-talassemia, fibrosi cistica e distrofia muscolare, agli organismi OGE, organismi geneticamente editati per uso alimentare o industriale; dalla tecnologia derivante “Gene Drive”, per debellare malattie come la malaria, ai nuovi strumenti di analisi (vedi nuovi test per Covid-19).
Una tecnologia che offre scenari pressoché infiniti!
 


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