La tecnologia CRISPR dei batteri “registratori”

Alcuni ricercatori americani hanno usato il sistema CRISPR per creare il più piccolo registratore esistente al mondo.

Scritto Giovedì, da Emanuele Mortarotti

Bentornati sul blog di Dispotech, il portale dell'eccellenza dentale. Oggi parliamo di nuove tecnologie utilizzate per creare piccoli "registratori" per monitorare la salute del paziente. Questo registratore, inserito nel batterio dell’ E.coli, è in grado di memorizzare le sue interazioni con l’ambiente che lo circonda nel momento stesso in cui esse avvengono. Nell’ articolo che segue, proposto pochi giorni fa dal portale statunitense Future, vi parleremo di questa sensazionale scoperta nel dettaglio.

Nell’ultimo periodo, il sistema CRISPR (acronimo che sta per Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, ovvero brevi ripetizioni palindrome raggruppate e separate a intervalli regolari, designa una famiglia di segmenti di DNA contenenti brevi sequenze ripetute provenienti da virus, batteriofagi o plasmidi, ndr) è stato utilizzato tantissimo nella ricerca scientifica, soprattutto per quanto riguarda il settore del gene-editing; si pensa addirittura, in futuro, di poter utilizzare questa tecnologia di “memoria biologica” per debellare patologie come la malattia di Huntington o l’anemia. Ma oggi vi parliamo di tutt’altro: vi raccontiamo di come questo team di ricercatori della Columbia University abbia creato il primo registratore più piccolo al mondo inserito in un batterio.

Il batterio in questione è quello dell’ Escherichia coli, conosciuto anche col nome E. coli. Esso è stato scelto tra i tanti grazie alla sua naturale abilità a conservare le informazioni dei virus. Nella loro ricerca, i componenti del team hanno spiegato che le modifiche apportate all’ E.coli hanno permesso al batterio di registrare le varie interazioni avvenute con l’ambiente circostante, nel momento esatto in cui hanno luogo e in perfetta successione temporale. “Questi batteri, una volta ingoiati dal paziente, possono essere in grado di registrare tutti i cambiamenti avvertiti durante l’attraversamento del tratto digestivo, donando agli scienziati un’esperienza senza precedenti di visione di fenomeni altrimenti inaccessibili” afferma Harris Wang, docente presso il Departments of Pathology & Cell Biology and Systems Biology del Columbia University Medical Center (CUMC).

Il professor Wang e i ricercatori da lui guidati hanno usato, come già detto in precedenza, la tecnologia CRISPR-Cas, un sistema immune trovato in alcune specie di batteri per inserire un plasmide nel “DNA” dell’ E. coli. Questi inserimenti hanno dato al batterio l’ “abilità” di duplicarsi quando esposto ad un segnale specifico. Un altro plasmide è stato a quel punto modificato e aggiunto per far sì che servisse da riferimento nel momento in cui il segnale non fosse stato presente.

“In assenza di un segnale esterno, solo il plasmide registrante è attivo, e la cellula aggiunge copie di una sequenza spaziale al CRISPR nel suo genoma” spiegano gli esperti. “Quando un segnale esterno è diretto dalla cellula, anche l’altro plasmide si attiva, attivando l’inserimento della sua sequenza. Il risultato è un mix di sequenze che registrano tempistiche e sequenze di segnale a seconda dell’ambiente dove la cellula vive”. Il team di ricercatori ha denominato questa tecnologia con l’acronimo TRACE, che sta per temporal recording in arrays by CRISPR expansion: che sia l’inizio di una nuova tecnica che utilizza i batteri per studiare (e, si spera, sconfiggere in un futuro non troppo lontano) le malattie?

Altre potenziali applicazioni possono essere trovate negli studi sull’ecologia e la microbiologia, all’interno dei quali i batteri possono essere “incaricati” di apportare cambiamenti invisibili nel corpo senza per forza di cose avere effetti su ciò che li circonda.

“Il sistema CRISPR-Cas è un dispositivo naturale e biologico capace di memorizzare” continua il professor Wang. “Da un punto di vista ingegneristico è un’ottima cosa, perché è un sistema già affinato dall’evoluzione e può diventare perfetto per immagazzinare informazioni”. Pensando al futuro di TRACE, Wang conclude: “Il mio team sta già pensando di espandere la ricerca e analizzare gli eventuali markers che sono stati alterati durante le condizioni naturali o alterate (da patologie varie). Inizieremo dal sistema gastrointestinale e ci muoveremo, poi, in tutti gli apparati del corpo”.

Conoscevi la tecnologia CRISPR? Cosa ne pensi? Se vuoi saperne di più, contatta Dispotech, la tua eccellenza dentale.

Emanuele Mortarotti
Autore Emanuele Mortarotti

Manager

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