Il CRISPR #LegaNerd

I batteri hanno evoluto un sistema immunitario acquisito ed ereditabile. I batteri vengono infettati da mille mila batteriofagi (= i virus che attaccano i batteri) e il loro principale sistema di difesa sono gli enzimi di restrizione (le forbici molecolari che oggi usiamo di routine nella ricerca bio-) che tagliano il DNA del fago una volta iniettato nella cellula. Ma c’è un altro sistema che tiene memoria delle infezioni passate e nel caso si ripresenti lo stesso batteriofago lo neutralizza subito. E questo sistema viene ereditato dalle cellule figlie.

E’ il CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats).

Il funzionamento è piuttosto semplice nel concetto, ma difficile nel molecolare. L’immagine spiega tutto. Con piccole sequenze di DNA dei batteriofagi infettanti si crea un array sul DNA di sequenze (“spacer”, perché queste sequenze sono intervallate da sequenze ripetute invertite: i triangolini). Questo array viene trascritto e processato in modo da avere un complesso CAS+crRNA, dove il crRNA è complementare ad un pezzettino di DNA del batteriofago. Se quel fago si ripresenta, il corrispondente crRNA si appaia al DNA del fago e CAS lo taglia.

Ricercatori di Berkeley che studiavano CRISPR in Pseudomonas aeruginosa hanno cristallizzato e risolto la struttura di Csy4, identificandola come proteina chiave nel processo. Il suo ruolo è quello di processare il pre-crRNA in modo da ottenere gli spacer usati poi da CAS.

Csy4 (in blu) legata al crRNA (in arancione):

Il CRISPR è, per certi aspetti, simile all'RNA interference usato dagli eucarioti (come noi). Il CRISPR è interessante anche dal punto di vista evolutivo perché è come un diario delle infezioni fagiche subite dal batterio.

Continuiamo ad imparare dai batteri: la scoperta del CRISPR è di pochi anni fa e i meccanismi molecolari sono ancora ipotesi.
(Questo tipo di ricerca sui mille utilizzi dell’RNA mi affascina tantissimo)

Fonte: Berkeley e SD.

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