Scienziati spagnoli hanno pubblicato uno studio che ricrea gli enzimi Cas9, le molecole che funzionano come forbici in grado di tagliare il DNA di qualsiasi essere vivente in un punto specifico e che sono alla base del sistema CRISPR di editing genetico. Un enzima resuscitato da organismi estinti vissuti miliardi di anni fa.
Da quando è stata ideata nel 2012, la tecnica ha rivoluzionato la ricerca biomedica, in quanto consente di riscrivere il “libretto di istruzioni” di qualsiasi organismo anche se va usato con cautela per evitare di introdurre errori potenzialmente pericolosi nel genoma.
CRISPR è il sistema immunitario di molti batteri che consente loro di incorporare sequenze genetiche di virus nel proprio genoma: se il virus riappare, CRISPR lo identifica e Cas9 lo uccide. Un sistema immunitario molto più antico di quello umano.
Lo studio spagnolo prevede di utilizzare una tecnica che ricostruisce il genoma di organismi estinti, la cosiddetta “ricostruzione della sequenza ancestrale”, che ha consentito di recuperare le proteine Cas presenti nei microbi estinti i più antichi dei quali risalgono a 2.600 milioni di anni fa.
Sono state isolate anche proteine estinte da microrganismi vissuti 1.000 milioni, 200 milioni, 137 milioni e 37 milioni di anni fa.
Gli scienziati spagnoli hanno creato nuovi sistemi CRISPR utilizzando queste antiche proteine e le hanno iniettate nelle cellule umane. I risultati, pubblicati su Nature Microbiology, mostrano che, nonostante siano così primitive, tutte le proteine sono in grado di modificare il genoma: la più antica fra queste proteine può tagliare solo singoli filamenti di DNA, ma il resto delle molecole Cas più recenti possono già tagliare il DNA umano con sempre maggiore efficacia e infatti sono state in grado di correggere due geni, TYR e OCA2, che causano l’albinismo.
Il biologo Francis Mojica ha dato il suo nome al CRISPR nell’ambito dei suoi studi sui microbi, spiega: “questo lavoro è importante perché apre un’enorme “cassetta degli attrezzi” per creare sistemi CRISPR migliori”.
Raúl Pérez-Jiménez, ricercatore presso il NanoGUNE Basque Center for Cooperative Research in Nanoscience e coautore dello studio, descrive in dettaglio il potenziale dello studio: “Queste sono le proteine Cas più antiche che siano mai state ottenute. Pensiamo che siano come un diamante grezzo. Ora studieremo come renderle efficienti come quelle attuali o addirittura migliori. Sono come un coltellino svizzero. Hanno forbici, cavatappi, ago, cacciavite. Probabilmente non sono gli strumenti migliori della loro classe, ma li hanno tutti”.
Miguel Ángel Moreno Pelayo, capo della genetica presso l’ospedale Ramón y Cajal di Madrid e coautore del lavoro, sottolinea che la ricostruzione di proteine antiche apre la possibilità di progettare nuove forme di CRISPR sintetico “che non esistono in natura”.