Un nuovo metodo CRISPR porta a una migliore comprensione delle funzioni cellulari
Un nuovo metodo CRISPR rende le analisi LOF molto più efficienti e riproducibili
Annunci
Il Premio Nobel 2020 per la Chimica è stato assegnato per lo sviluppo di CRISPR/Cas9, un metodo noto anche come "forbice dei geni", che consente ai ricercatori di comprendere meglio il funzionamento e la salute delle cellule umane. I ricercatori dell'Università di Stoccarda hanno ulteriormente sviluppato CRISPR a questo scopo. Hanno presentato il loro metodo CRISPRgenee in Cell Reports Methods.
Le cellule svolgono tutte le funzioni essenziali del corpo umano, come produrre energia, formare tessuti e difendersi dalle malattie. I nostri geni svolgono un ruolo centrale nella regolazione delle funzioni cellulari. A seconda di quali geni di una cellula sono attualmente accesi o spenti, vengono attivati diversi processi cellulari. "Il mio gruppo di ricerca sta studiando come le cellule mantengano il controllo sui propri geni e quindi stabiliscano e mantengano uno stato cellulare sano", spiega il dottor Phillip Rathert, capogruppo presso l'Istituto di Biochimica dell'Università di Stoccarda. "In particolare, stiamo esaminando le proteine legate alla cromatina, l'involucro del nostro DNA nel nucleo della cellula: Esaminiamo come queste proteine interagiscono tra loro per attivare o disattivare i geni al momento giusto".
Per studiare questo aspetto, Rathert e il suo team eseguono analisi genetiche di perdita di funzione (LOF) in laboratorio: "Spegniamo in modo specifico singoli geni o proteine nella cellula per capire gli effetti di questa perdita di funzione sulla cellula. Questo ci permette di trarre conclusioni sul ruolo normalmente svolto dal gene mancante e dalla sua proteina codificata".
Un metodo di analisi innovativo: CRISPRgenee
Per effettuare le analisi LOF sono necessari strumenti biotecnologici all'avanguardia. Uno di questi strumenti è la CRISPR/Cas9, un metodo che consente agli scienziati di modificare i geni in modo estremamente preciso e mirato, simile all'uso di forbici per tagliare il DNA in punti specifici. Ciò solleva questioni etiche fondamentali, ma offre anche grandi vantaggi per la ricerca e la medicina.
Ad esempio, le analisi LOF aiutano i ricercatori a comprendere meglio il funzionamento e la salute delle cellule umane. "Le nostre scoperte nella ricerca fondamentale vanno soprattutto a beneficio della scienza medica, ad esempio aiutandoci a comprendere meglio le cause di malattie come il cancro o a sviluppare nuovi approcci per terapie personalizzate", afferma Rathert.
Rathert e il suo team hanno sviluppato un nuovo metodo CRISPR che rende le analisi LOF molto più efficienti e riproducibili: CRISPRgenee. "CRISPRgenee combina due meccanismi: il silenziamento e il taglio simultaneo di un gene bersaglio all'interno della stessa cellula". Questo rende il metodo particolarmente efficace per studiare geni difficili da spegnere con i metodi convenzionali e per studiare complessi processi di controllo cellulare", afferma Jannis Stadager, autore principale dello studio e ricercatore di dottorato nel team di Rathert. "Con CRISPRgenee, non solo è possibile spegnere singoli geni in modo più efficiente e rapido, ma è anche possibile analizzare due geni diversi contemporaneamente. Ciò consente di delucidare in modo più preciso e robusto le relazioni cellulari".
Pubblicazione su Cell Reports Methods
In stretta collaborazione interdisciplinare con la dott.ssa Franziska Traube dell'Istituto di Biochimica, il dott. Stefan Legewie dell'Istituto di Genetica Biomedica e il dott. Steven Johnsen del Robert Bosch Center for Tumor Diseases, i ricercatori hanno utilizzato CRISPRgenee in vari sistemi biologici, dalla proliferazione cellulare alla transizione epitelio-mesenchimale e alla differenziazione neuronale in cellule iPS umane. Presentano il loro metodo CRISPRgenee e riferiscono i loro risultati in Cell Reports Methods.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
Pubblicazione originale
Jannis Stadager, Chiara Bernardini, Laura Hartmann, Henrik May, Jessica Wiepcke, Monika Kuban, Zeynab Najafova, Steven A. Johnsen, Stefan Legewie, Franziska R. Traube, Julian Jude, Philipp Rathert; "CRISPR GENome and epigenome engineering improves loss-of-function genetic-screening approaches"; Cell Reports Methods, Volume 5
Altre notizie dal dipartimento scienza
