Un team INRS scopre una nuova famiglia di enzimi in grado di indurre tagli mirati nel DNA a filamento singolo.
Alcuni anni fa, l’avvento della tecnologia noto come CRISPR è stato una grande svolta nel mondo scientifico. Sviluppato da un derivato del sistema immunitario di batteri, CRISPR consente di tagliare i doppi fili di nucleotidi nell’acido desossiribonucleico (DNA). Ciò consente di modificare specificamente un gene mirato nelle cellule vegetali, animali e umane. Alla fine, CRISPR è diventato un metodo preferito nella ricerca di trattamenti per le malattie acquisite o ereditarie.
Recentemente, il professor Frédéric Veyrier presso l’Institut National de la Rechherche Scientifique (INRS) e il suo team hanno sviluppato un nuovo strumento genetico basato su una famiglia di enzimi specifici chiamati SSN che consente di indotti esclusivamente nel DNA a singolo filamento.
I risultati del loro lavoro sono stati recentemente pubblicati sulla rivista Comunicazioni naturali. Questa grande svolta fa luce su un meccanismo genetico cruciale che potrebbe rivoluzionare una moltitudine di applicazioni biotecnologiche.
Una forma di DNA con un ruolo chiave
Il DNA a singolo filamento è meno comune del DNA a doppio filamento. Si trova spesso in alcuni virus e svolge un ruolo chiave in alcuni processi biologici, come la replicazione o la riparazione cellulare. Il DNA a singolo filamento è anche usato in molte tecnologie (sequenziamento, editing genico, diagnostica molecolare, nanotecnologia).
Ad oggi, nessun endonucleasi-l’enzima che taglia il DNA-è stato descritto come colpito esclusivamente di una sequenza di DNA a singolo filamento, che ha costituito una barriera allo sviluppo di tecnologie basate su questo tipo di DNA.
Ora, per la prima volta in un laboratorio, il team del professor Veyrier ha identificato una famiglia di enzimi in grado di tagliare una sequenza specifica nel DNA a singolo filamento: la famiglia di endonucleasi SSN.
Per raggiungere questo obiettivo, il team di ricerca del centro di ricerca Biotechnologie di Armand-Frappier di INRS ha caratterizzato per la prima volta una nuova famiglia di endonucleasi parte della superfamiglia Giy-Yig chiamata SSN. Più specificamente, i ricercatori si sono concentrati su uno di questi enzimi nel batterio Neisseria meningitidis, noto anche come Meningococcus. L’enzima mirato nello studio è cruciale per lo scambio e l’alterazione del materiale genetico, che influenza l’evoluzione.
“Nello studiare, abbiamo scoperto che riconosce una sequenza specifica che si trova in molti casi nel suo genoma e svolge un ruolo chiave nella trasformazione naturale del batterio. Questa interazione influenza direttamente la dinamica del genoma batterico”, spiega il professor Veyrier, uno specialista in batterio genomico e evoluzione.
Oltre a questa scoperta fondamentale, i ricercatori di INRS hanno identificato migliaia di altri enzimi simili. “Abbiamo dimostrato che sono in grado di riconoscere e tagliare specificamente la propria sequenza di DNA a filamento singolo. Migliaia di enzimi hanno quindi questa proprietà con la propria specificità”, aggiunge Alex Rivera-Millot, un membro post-dottorato del team del professor Veyrier e co-prima autore dello studio.
Un’asset innegabile per la ricerca sulla salute
Questi risultati, che rappresentano un nuovo strumento per il riconoscimento e lo scambio del DNA, sono significativi. Apriscano molte nuove applicazioni in biologia e medicina. Da un lato, la comprensione di questo meccanismo potrebbe aiutare a controllare meglio i batteri in questione e le infezioni associate.
Dall’altro, la scoperta di enzimi specifici per il DNA a singolo filamento consente di sviluppare strumenti di manipolazione genetica più precisi ed efficienti. Ciò potrebbe valere in particolare i metodi di editing genico, rilevamento del DNA e diagnosi molecolare. Questi enzimi potrebbero anche essere usati per rilevare e manipolare il DNA in varie applicazioni mediche e industriali, come il rilevamento dei patogeni o la manipolazione genetica per scopi medici e terapeutici.
Tutti questi viali prometteno significativi per affrontare molti problemi di salute. Attualmente, c’è un brevetto in sospeso per i risultati di questo lavoro.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com