Un team di ingegneri dell'Università del Delaware ha sviluppato un metodo per utilizzare la tecnologia CRISPR/Cas9 per innescare una cascata di attività nelle cellule, un fenomeno noto come regolazione genica condizionale. Il loro metodo, descritto nel giornale Natura chimica biologia , introduce una nuova funzionalità in CRISPR, una delle tecnologie più discusse di oggi.

L'editing genetico con la tecnologia CRISPR è stato definito "una delle più grandi storie scientifiche del decennio" per le sue applicazioni in medicina, agricoltura e molto altro. CRISPR consente agli scienziati di mirare e modificare con precisione il DNA all'interno delle cellule viventi, che potrebbe aiutarli a correggere anomalie che causano malattie ereditarie. In Cina sono in corso i primi studi clinici sull'uomo.

Però, fino ad ora, gli scienziati non avevano capito come programmare i loro sistemi CRISPR per mirare al DNA mentre integravano le informazioni dall'interno delle cellule che stavano studiando.

All'UD, Wilfred Chen, il Gore Professor di Ingegneria Chimica, e lo studente laureato Ka-Hei Siu ha progettato strutture - soprannominate gRNA toehold-gated (thgRNA) - per la regolazione genica mirata nei batteri E. coli.

Tradizionalmente, nell'editing del genoma CRISPR/Cas9, gli scienziati usano un pezzo di acido ribonucleico (RNA) a filamento singolo per guidare l'enzima Cas9 verso l'acido desossiribonucleico (DNA) che vogliono colpire. Anziché, Chen e Siu hanno installato una struttura a forma di forcina che impedisce a parte dell'RNA di riconoscere il DNA. Solo una piccola parte, chiamato il punto di appoggio, è esposto e in grado di legarsi ad altri RNA. Allora Chen, e Siu ha usato l'RNA dall'interno della cellula come innesco per aprire il loro meccanismo di blocco, attivando la proteina Cas9 in modo che possa quindi legare e regolare il DNA.

"La cosa fondamentale è che volevamo utilizzare alcune informazioni cellulari native, " ha detto Chen. "Volevamo essere in grado di utilizzare questa risposta cellulare nativa come un modo per modulare le funzioni della proteina CRISPR/Cas9 e fondamentalmente sviluppare un meccanismo controllato in modo da poter modulare di conseguenza le funzioni cellulari".

Questa tecnologia offre un versatile, design "plug and play" che potrebbe essere utilizzato per indurre l'editing e la regolazione genica in una varietà di sistemi, dice Chen.

"Andando avanti, l'idea è quella di essere in grado di utilizzare, idealmente su carta, qualsiasi tipo di RNA messaggero cellulare come dispositivo di attivazione o disattivazione, " ha detto. "Puoi immaginare che possiamo attivare qualcosa in base al fatto che le cellule stiano crescendo con il glucosio o affamate di fosfato o esposte a condizioni di alta temperatura o condizioni di basso pH".