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editing genetico: CRISP-Cas9

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la rivoluzione del CRISPR-Cas9
Marco Cattaneo, Le Scienze 2 Aprile
http://www.lescienze.it/edicola/2016/04/01/news/rivoluzione_crispr-3029687/

Sono passati appena quattro anni dalla prima applicazione della CRISPR-Cas9, una tecnica derivata da un processo che avviene naturalmente nei batteri e che permette di eseguire l’editing genomico. In altre parole, di modificare a piacimento la sequenza delle basi che compongono il DNA di un essere vivente.

A differenza di altre tecniche di manipolazione del DNA, la CRISPR è facile da usare, economica e potentissima. E così ha fatto irruzione nei laboratori di tutto il mondo, anche se deve ancora essere raffinata. E in fondo piace, almeno per ora, anche a chi è contrario al transgenico, perché non introduce in un organismo geni provenienti da altre specie. Inutile dire che una tecnica simile ha subito richiamato l’interesse di molte aziende private, sia nel campo della salute sia in quello del miglioramento di piante di interesse agricolo.

Insomma, come testimoniano gli articoli di Emmanuelle Charpentier e Pierre Kaldy, Stephen S. Hall e Beatrice Mautino in questo numero, la CRISPR ha rivoluzionato in un batter d’occhi le scienze della vita. Non succede tutti i giorni. E lo ha fatto a tal punto da fare gola a molti. In primis gli stessi autori della scoperta, o meglio le università a cui afferiscono.

È appena iniziato, infatti, il processo che vede schierati su parti contrapposte due colossi della ricerca come l’Università della California a Berkeley e il Broad Institute, affiliato alla Harvard University e al MIT, per assicurarsi il brevetto della tecnica. Che, secondo le stime, forse persino prudenti, potrebbe valere diverse centinaia di milioni di dollari.

Dall’altra parte si avanzano comprensibili preoccupazioni etiche per il potenziale uso della CRISPR sull’uomo. Preoccupazioni ben illustrate da Jennifer Doudna a p. 44, e che si sono fatte più serie dopo un primo tentativo (peraltro fallito) da parte di un gruppo cinese di manipolare embrioni umani per «correggere» un gene responsabile dell’anemia mediterranea e dopo che la Human Fertilisation and Embryology Authority britannica ha autorizzato una sperimentazione sugli embrioni proposta da Kathy Niakan, del Francis Crick Institute.

Due, le riflessioni. Una almeno al limite dell’ovvietà. La CRISPR è uno degli strumenti più potenti messi a punto nella storia delle scienze della vita. Almeno quanto la PCR [ reazione a catena della polimerasi per moltiplicare il DNA] . Come tale, non è né buona né cattiva. E l’uso che se ne farà dipenderà anche dalla capacità di regolamentarla, magari a livello sovranazionale, e dalla capacità di autoregolamentazione della comunità scientifica.

L’altra riguarda il meccanismo stesso. La scoperta della CRISPR risale in sostanza agli anni ottanta, quando il biologo molecolare Yoshizumi Ishino osservò per la prima volta cluster ripetuti nel DNA del batterio Escherichia coli, senza immaginarne la funzione. Ora che sono passati trent’anni, potrebbe aiutare a capire a che cosa serve finanziare la ricerca di base.

Anche Le Scienze spaccia mitologie avariate e tossiche. Il mito del DNA è basato sul dogma (strano che lo chiamino così anche i fedeli della religione genetica) del DNA come unico codificatore delle caratteristiche dell'individuo.

Il problema è che ormai da decenni quello che si sosteneva come dogma sia stato falsificato (cioè dimostrato falso, in linguaggio popperiano).
Sono stati proposti altri agenti causali per i caratteri ereditati, ad esempio il ruolo dell'RNA sembra essere ben superiore a quello di un semplice messaggero. Eppure i giornaletti religiosi continuano a spacciare dogmi superati, a cui ormai credono ben pochi.

Forse la spiegazione di questo comportamento sta nel fondo dell'articolo: a chi si occupa di abbellire queste mitologie arrivano enormi fondi, i cosiddetti "fondi per la ricerca di base".
"I saperi immaginari forniscono potere reale" diceva Samir Amin in "Il capitalismo senile".

Un paio di domande, @Truman:

1) a parte l'RNA, quali sono questi "altri agenti causali per i caratteri ereditati?"

2) anche assegnando maggiore importanza alll'RNA come codificatore delle caratteristiche dell'individio, in che modo questo sconfesserebbe l'attuale "dogma" basato sul DNA? (Dato che sono molecole strutturalmente quasio identiche?)

Riprendo il tema del post con qualche commento personale sulla nuova tecnica CRISP-Cas9 e le sue implicazioni: sto verificando che se ne parla malvolentieri.

1) questa tecnica permette di "editare" il genoma di un organismo spegnendo uno o più geni con estrema facilità ed economicità
2) finora i geni "spenti" controllavano caratteristiche indesiderate di piante (ma anche di animali), ad esempio la produzione eccessiva di alcaloidi in vegetali alimetari e la sensibilità ad agenti esterni (funghi e batteri) ma fra i geni "spenti" ci sono anche quelli mutati che ad esempio producono la talassemia
3) gli enti regolatori stanno valutando di considerare gli organismi con geni "spenti" come non OGM perchè non si attua l'impianto di geni della stessa specie (modifica cisgenetica) o di altre specie (modifica transgenetica)
4) la tecnica è estremamente economica (meno di mille dollari) ed alla portata di qualunque laboratorio semiamatoriale.
5) gli organismi con geni disattivati non sarebbero brevettabili (è invece un corso un processo civile per i diritti sulla tecnica) perchè il patrimonio genetico non viene modificato ma solo "inibito"

Le conseguenze economiche, ma anche quelle etiche, della diffusione su larghissima scala di tale tecnica sono immense e resta il dubbio di base:è prudente disattivare un gene creando un organismo vegetale o animale senza quel gene? E se qualche gene avesse uno sconosciuto effetto limitatore su caratteristiche o comportamenti che si manifestano solo in casi eccezionali (ad esempio la produzione di adrenalina in caso di grave pericolo) cosa potrebbe accadere se la limitazione fosse tolta?

Io suggerisco di seguire da molto vicino gli sviluppi dei CRISP-Cas9, potrebbero davvero cambiare il mondo in cui viviamo.

@cedric... non credo che se ne parli malvolentieri per motivi particolari, ma soltanto perché in questo periodo ci sono argomenti più "caldi".

Venendo alla tecnica CRISP-Cas9 (sulla quale, lo ammetto, non sono informato) e posto che possa mantenere ciò che promette (compresi i costi), direi che possa avere delle implicazioni enormi. E pericolose. (E d'altra parte qualsiasi tecnologia che abbia un impatto su grande scala è potenzialmente pericolosa!)
Per come la vedo io, affermare che disattivare un gene sia diverso dal modificarlo, o inserirlo, e che dunque non si possa definire una tecnica OGM... ebbene credo che sia una enorme sciocchezza!

Molti geni sono "cooperativi" (anche se a loro insaputa, naturalmente
🙂 ), e quindi molti elementi del fenotipo, più che dipendere da quello o quell'altro gene, dipendono dall'azione combinata di più geni, in un'interazione anche molto complessa. In questo senso, "spegnere" un gene è un'operazione del tutto equivalente alla modifica: in entrambi i casi si introduce una modifica del processo che produce l'effetto fenotipico.

Brutalmente, sarebbe come dire: tagliare i cavi dei freni rappresenta una modifica all'impianto frenante (E non c'è dubbio).
Invece: disattivare il firmware che gestisce l'ABS non è una modifica, perché, di fatto, l'impianto frenante non è stato modificato.
Ma l'effetto fenotipico (tipo schiantarsi contro un platano) può essere molto simile in entrambi i casi!

Per quanto riguarda la brevettabilità, trovo che considerare un organismo prodotto con CRISP-Cas9 non brevettabile (mentre lo sono quelli con genoma modificato), sia abbastanza ridicolo e ipocrita, e per lo stesso motivo di prima.
Ma in questo caso a me sta bene così, perché penso che l'attuale gestione della brevettabilità nel campo genomico abbia implicazioni potenzialmente devastanti.

... non credo che se ne parli malvolentieri per motivi particolari, ma soltanto perché in questo periodo ci sono argomenti più "caldi".
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Molti geni sono "cooperativi" (anche se a loro insaputa, naturalmente
🙂 ), e quindi molti elementi del fenotipo, più che dipendere da quello o quell'altro gene, dipendono dall'azione combinata di più geni, in un'interazione anche molto complessa. In questo senso, "spegnere" un gene è un'operazione del tutto equivalente alla modifica: in entrambi i casi si introduce una modifica del processo che produce l'effetto fenotipico.
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La "cooperazione dei geni" è davvero un ottimo argomento per mantenere alta la prudenza quando si maneggiano organismi viventi, anche se vegetali. Grazie per lo spunto!

Per il "parlarne malvolentieri" mi riferivo ai "media esterni alla comunità scientifica", sono del tutto d'accordo che su CdC attualmente attualmente ci siano ben altri problemi! Speriamo che CdC superi questo passaggio, le discussioni che leggo, anche quelle aspre, aiutano a considerare punti di vista diversi dai nostri....

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