Scienza: descritte struttura e funzione sistema immunitario =

 

MERCOLEDÌ 04 GENNAIO 2023 16.44.59

Scienza: descritte struttura e funzione sistema immunitario =

Scienza: descritte struttura e funzione sistema immunitario = (AGI) - Roma, 4 gen. - (EMBARGO ORE 17) Sono state appena pubblicati su Nature due articoli che descrivono la struttura e la funzione di un sistema immunitario CRISPR recentemente scoperto che, a differenza dei sistemi CRISPR piu' noti che disattivano i geni estranei per proteggere le cellule, spegne le cellule infette per contrastare l'infezione. Ad arrivare a questo importante risultato sono i biochimici Thomson Hallmark e Ryan Jackson della Utah State University, insieme ai loro collaboratori. "Con questo nuovo sistema, noto come Cas12a2, stiamo vedendo una struttura e una funzione diverse da qualsiasi cosa sia stata osservata fino ad oggi nei sistemi CRISPR", afferma Jackson, assistente professore presso il Dipartimento di Chimica e Biochimica dello Stato dello Utah. I ricercatori dell'USU hanno lavorato insieme ai colleghi dell'Helmholtz Institute for RNA-based Infection Research della Germania, della societa' di biotecnologie con sede negli Stati Uniti Benson Hill e dell'Universita' del Texas ad Austin. La ricerca e' supportata dal National Institutes of Health del Dipartimento della salute e dei servizi umani degli Stati Uniti. CRISPR, un acronimo gestibile per la parola 'Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats', ha catturato l'immaginazione di scienziati e cittadini comuni grazie al suo potenziale di modifica genetica. Lo studio delle sequenze di DNA CRISPR e delle proteine associate a CRISPR (Cas), che in realta' sono sistemi immunitari batterici, e' ancora un campo giovane, sebbene stia ricevendo un'attenzione diffusa per le sue applicazioni di modifica genetica e il recente Premio Nobel assegnato a Jennifer Doudna ed Emmanuel Charpentier. Jackson e Hallmark sono tra i ricercatori di tutto il mondo che decifrano la struttura di base di questi sistemi e cio' che li fa funzionare. (AGI)Sci/Sim (Segue) 041644 GEN 23 NNNN

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Scienza: descritte struttura e funzione sistema immunitario (2)=

Scienza: descritte struttura e funzione sistema immunitario (2)= (AGI) - Roma, 4 gen. - "I risultati riportati nei nostri due articoli su Nature hanno richiesto quasi sei anni di lavoro", afferma Jackson. Identificato come un sistema immunitario distinto negli ultimi cinque anni, il Cas12a2 di classe 2, tipo V e' in qualche modo simile al piu' noto CRISPR-Cas9, che si lega al DNA bersaglio e lo taglia - come forbici molecolari - spegnendo efficacemente un gene bersaglio. Ma CRISPR-Cas12a2 lega un bersaglio diverso da Cas9 e quel legame ha un effetto molto diverso. "La proteina Cas12a2 subisce importanti cambiamenti conformazionali al momento del legame con l'RNA che apre un sito attivo indiscriminato per la distruzione del DNA", afferma Jackson. "Cas12a2 distrugge il DNA e l'RNA nelle cellule bersaglio, facendole diventare senescenti". Utilizzando la microscopia crioelettronica o "cryo-EM", il team dell'USU ha dimostrato questo aspetto unico di CRISPR-Cas12a2, inclusa la sua degradazione innescata dall'RNA dell'RNA a singolo filamento, del DNA a singolo filamento e del DNA a doppio filamento, risultando in un naturale strategia difensiva in atto chiamata infezione abortiva. "L'infezione abortiva e' una strategia naturale di resistenza ai fagi utilizzata da batteri e archaea per limitare la diffusione di virus e altri agenti patogeni", afferma Hallmark, uno studente di dottorato del terzo anno. "Ad esempio, l'infezione abortiva impedisce la replicazione dei componenti virali che hanno infettato una cellula". Jackson afferma che il team ha catturato la struttura di Cas12a2 nell'atto di tagliare il DNA a doppio filamento. "Incredibilmente, le nucleasi Cas12a2 piegano il pezzo solitamente dritto di DNA a doppia elica di 90 gradi, per forzare la spina dorsale dell'elica nel sito attivo enzimatico, dove viene tagliata" dice. "E' un cambiamento nella struttura straordinario da osservare, un fenomeno che suscita grande entusiasmo da parte di colleghi scienziati". Jackson afferma che la differenza tra una cellula sana e una cellula maligna o una cellula infetta e' genetica. "Se Cas12a2 potesse essere sfruttato per identificare, mirare e distruggere le cellule a livello genetico, le potenziali applicazioni terapeutiche sarebbero significative", afferma. Inoltre, le capacita' diagnostiche dell'RNA di Cas12a2, descritte nella serie di documenti, potrebbero far progredire gli sforzi per arginare gli effetti di una serie di malattie genetiche. "Stiamo solo grattando la superficie, ma crediamo che Cas12a2 potrebbe portare a tecnologie CRISPR migliorate e aggiuntive che porteranno grandi benefici alla societa'", afferma Jackson. (AGI)Sci/Sim 041644 GEN 23 NNNN