La Mayo Clinic (Rochester, USA) ha sviluppato un metodo che consente, su richiesta del ricercatore, di attivare e disattivare qualsiasi gene in un organismo vivente.
I metodi esistenti di controllo del genoma sono costruiti secondo lo stesso schema, che limita seriamente la loro applicazione: si tratta di sopprimere l'attività genica.
Il modo più semplice per farlo è tagliare il DNA con questo gene con un enzima in modo che anche dopo la riparazione il gene non possa funzionare. Per questo, vengono utilizzate le nucleasi con le cosiddette dita di zinco - elementi strutturali che hanno specificità per l'una o l'altra sequenza nucleotidica.
Ma l'insieme di tali "dita di zinco" è limitato, cioè non tutti i frammenti di DNA possono essere rilevati con il loro aiuto. Gli oligonucleotidi della morfolina sono un'alternativa. Queste sono brevi catene nucleotidiche sintetiche con assolutamente qualsiasi specificità si possa desiderare. Legandosi al DNA cellulare, bloccano l'attività di un particolare gene. Lo svantaggio di questo approccio è l'azione temporanea: prima o poi, il blocco del gene verrà rimosso da solo.
In un articolo pubblicato sulla rivista Nature, gli autori descrivono un terzo metodo basato sull'uso degli enzimi nucleasi TALEN (Transcription Activator-Like Effector Nuclease). Queste sono proteine ibride, alcune delle quali sono prese da batteri. Il frammento batterico si lega a piccoli frammenti di DNA; grazie alla sua straordinaria variabilità, può essere adattato per riconoscere quasi tutte le sequenze di DNA. Un altro pezzo della molecola TALEN è la nucleasi stessa, che produce tagli nel DNA.
Fino ad ora, TALEN è stato utilizzato nelle colture cellulari. Ora i ricercatori sono stati in grado di adattare questo metodo a interi organismi. Un regolatore genetico è stato inserito nel genoma del pesce zebra a strisce (Danio rerio) che ha permesso di attivare o disattivare un particolare gene. Cioè, utilizzando la nucleasi specifica TALEN, è stata praticata un'incisione vicino al gene di interesse per gli scienziati. Quindi, questa sequenza nucleotidica regolatrice è stata inserita nell'incisione utilizzando altri enzimi.
Dopodiché, non restava che premere la leva, cioè aggiungere sostanze che accendessero o spegnessero il regolatore. Va sottolineato che, in primo luogo, l'utilizzo di TALEN consente l'introduzione di una sequenza regolatrice "laterale" a qualsiasi gene e, in secondo luogo, questa manipolazione, come hanno dimostrato gli autori, può essere effettuata con l'intero organismo, e non solo con la coltura cellulare.
È difficile sopravvalutare le prospettive di un nuovo metodo (o una nuova modifica di uno vecchio, se vuoi). Ad esempio, è importante sapere cosa fa un particolare gene nel corso della vita, se la sua funzione cambia, se continua a funzionare, ecc. Fino ad ora, era incredibilmente difficile scoprirlo: gli scienziati potevano disattivare un gene per un altro stadio dell'embrione, ma non è stato possibile riaccenderlo in un organismo adulto. Se la mutazione si è rivelata critica, l'embrione è morto, dopodiché si è concluso che il gene era estremamente importante allo stadio embrionale, ma nessuno sapeva cosa gli fosse successo dopo.
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E ora c'è la possibilità di apprendere a fondo le caratteristiche legate all'età, per così dire, del lavoro dei geni. E questo per non parlare del fatto che con l'aiuto del metodo descritto è teoricamente possibile “accendere” o “spegnere” geni, la cui attività sbagliata è alla base di gravi malattie ereditarie (e non solo ereditarie).
