I ricercatori di Yale riferiscono di aver creato una tecnologia più precisa ed efficiente per modificare i genomi degli organismi viventi, una capacità che sta trasformando la medicina e la biotecnologia. Il nuovo metodo, descritto il 16 novembre sulla rivista Cellula , elimina alcuni degli svantaggi delle tecnologie di modifica del genoma, che consente agli scienziati di inserire o eliminare geni all'interno del DNA.

"Puoi pensare alla tecnologia esistente come un seghetto e questo metodo come un bisturi che ci consente di apportare modifiche genetiche precise con alta efficienza in più siti all'interno del genoma di un eucariota, ", ha affermato l'autore senior Farren Isaacs, professore associato di molecolare, biologia cellulare e dello sviluppo presso il Systems Biology Institute nel West Campus di Yale.

Tecnologia di editing genetico esistente, ad esempio CRISPR/cas9, in genere rompe due filamenti di DNA quando si introducono modifiche genetiche. Gli organismi si mobilitano nel tentativo di riparare quelle rotture nel DNA, che può essere letale per le cellule. Però, a volte quelle interruzioni non vengono riparate o le riparazioni creano piccoli errori di sequenza del DNA che possono alterare la funzione.

"Rompere e creare errori nei geni non è vero editing, " disse Edoardo Barbieri, un recente dottorato di ricerca laureato a Yale e autore principale dello studio.

Il team di Yale ha progettato questa funzione di replicazione e riparazione del DNA nel lievito in modo che le nuove informazioni genetiche possano essere inserite senza rotture del doppio filamento in molte regioni diverse del genoma.

La nuova tecnica di modifica genica migliorata, l'ingegneria del genoma multiplo eucariotico (eMAGE), può accelerare gli sforzi per sostituire i geni che causano malattie, identificare e produrre antibiotici naturali o agenti antitumorali e stimolare la creazione di nuovi prodotti biotecnologici industriali, dice Isaac. L'approccio del team è stato utilizzato per generare quasi un milione di varianti genetiche combinatorie per introdurre cambiamenti genetici precisi in molti siti genomici, con conseguenti cambiamenti che hanno risintonizzato l'espressione genica e il metabolismo.

"Possiamo creare molte combinazioni di mutazioni, che ci offre uno strumento senza precedenti per identificare le mutazioni guida della malattia e riprogrammare fondamentalmente il comportamento cellulare, "Ha detto Isaacs. "Il nostro obiettivo è quello di sviluppare ulteriormente la tecnologia ed espandersi agli organismi multicellulari".