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Archivio per ottobre 2010

I batteri possiedono un sistema immunitario acquisito

24 ottobre 2010 1 commento  
Si tratta probabilmente di una delle scoperte più importanti degli ultimi dieci anni, nell’ambito della biologia molecolare.

Un nuovo studio della Rice University ha determinato un modello matematico per descrivere un sistema di immunità acquisita all’interno di batteri, capace di contrastare l’infezione di batteriofagi.

I batteriofagi sono virus che attaccano specificatamente i batteri, il loro meccanismo d’azione si basa sull’iniezione del loro genoma all’interno dell’ospite, allo scopo di riprodursi sfruttando il suo macchinario molecolare. Sembra che i batteri, però, abbiano sviluppato un sistema per immunizzarsi da alcune di queste potenziali minacce.

Ipotetico meccanismo d'azione di CRISPR

La ricerca si è concentrata sulla regione CRISPR (“clustered regularly interspaced short palindromic repeats”) del DNA batterico. Essa è composta da due tipi di sequenze: la prima, che da il nome alla regione e che inizialmente aveva catalizzato l’interesse scientifico, contiene brevi ripetizioni; nella seconda, inizialmente identificata come DNA spaziatore fra le ripetizioni, sono contenute sequenze genetiche specifiche dei fagi.

Quando una sequenza di un fago si trova nella regione CRISPR, il batterio è immunizzato dall’infezione di quel fago, in quanto diviene in grado di riconoscere e degradare il genoma virale, in maniera analoga al processo di RNA interference (RNAi) degli organismi eucariotici.

“Da una prospettiva puramente scientifica, questa ricerca ci insegna cose che non si sarebbe nemmeno potuto immaginare solo pochi anni fa, ma c’è anche un interesse applicativo in questo lavoro”, afferma Micheal Deem, professore di Biochimica, Ingegneria Genetica, Fisica e Astronomia alla Rice University.

In sostanza, la CRISPR agisce immagazzinando un insieme di frammenti dei genomi di quei virus che attaccano il batterio, immagazzinamento che avviene mediante opportuni complessi proteici che agiscono una volta entrati a contatto con materiale genetico esogeno. Quindi essa risulta essere ereditabile, quando il batterio si divide, ma anche programmabile durante la vita dell’organismo. Il CRISPR può contenere da trenta a cinquanta diversi frammenti, che implicano la resistenza nei confronti di altrettanti tipi di fago.

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Categorie:Biologia

La nuova e promettente terapia “antigenica”

22 ottobre 2010 Nessun commento  
La terapia si basa sulla formazione di triple eliche di DNA e di energia luminosa per silenziare l’attività dei geni

La terapia antigenica è una innovativa strategia di trattamento che prevede l’uso di farmaci a base di DNA per localizzare con precisione dell’energia luminosa su un gene target, spegnendo così la sua attività.

Una recente review pubblicata su Oligonucleotides, una rivista peer-reviewed edita dalla Mary Ann Liebert, Inc. di New Rochelle (stato di New York), analizza le possibilità e le sfide per l’applicazione clinica di questo nuovo approccio di modulazione del DNA tramite foto-attivazione. La review è visualizzabile gratuitamente al segnente link (Site-Specific DNA Photocleavage and Photomodulation by Oligonucleotide Conjugates)

Formazione di una tripla elica di DNA mediante l'inserimento di un oligont. nel solco maggiore

Netanel Kolevzon e Eylon Yavin, della The Hebrew University of Jerusalem (Israele), descrivono nel loro articolo il meccanismo che sta dietro alla terapia antigenica e lo sviluppo di farmaci basati su TFO (acronimo per Triple Forming Oligonucleotide), capaci di inibire l’espressione genica in maniera altamente mirata e selettiva.

I TFO sono infatti oligonucleotidi (sintetici) capaci di formare una tripla elica, introducendosi nel solco maggiore della doppia elica e creando dei legami idrogeno di tipo Hoogsteen con le purine delle coppie di basi Watson-Crick¹: a differenza delle terapie antisenso già esistenti, che hanno come bersaglio l’RNA, la terapia antigenica ha quindi come target direttamente una sequenza di DNA.

Attaccando un agente fotoreattivo all’oligonucleotide TFO, e fornendo energia luminosa al sito di attacco sul genoma, il farmaco (sensibile alla luce) si attiva ed innesca una reazione di taglio o di cross-linking del DNA: tale danno al genoma, foto-indotto e sito-specifico, avrà come effetto il silenziamento del gene.

“Parecchi ostacoli si pongono davanti a questa strategia prima che possa essere applicata clinicamente” avvertono gli autori. In ogni caso, se la terapia antigenica si dimostrerà effettivamente valida “molte malattie che sono attualmente incurabili o comunque trattabili con scarsi risultati, potrebbero essere potenziali campi di applicazione di questo genere di approccio” concludono.

“Questo è un approccio ingegnoso e potenzialmente molto efficace per la regolazione mirata dell’espressione genica” dice Jhon Rossi, PhD, co-editore di Oligonucleotides e professore al Dipartimento di Biologia Molecolare del Beckman Research Institute (California)
Fonti: Tesi di dottorato in Scienze Biotecnologiche di Stefano D’Errico, Università di Napoli Federico II
Liebertpub.com

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