VEGAS, la tecnica creata dal laboratorio di Bryan L. Roth, è applicabile alle cellule di mammifero e può produrre nuove molecole in pochi giorni.
di MIT Technology Review
Ricercatori della UNC School of Medicine, diretti dal professor Bryan L. Roth, hanno creato una nuova potente tecnica per “l’evoluzione diretta” capace di accelerare lo sviluppo di nuovi strumenti scientifici e terapie innovative. Lo studio è stato pubblicato da Cell.
L’evoluzione diretta è una forma artificiale e accelerata del processo evolutivo naturale. Grazie a questa tecnica, il processo evolutivo, focalizzato su di una singola sequenza di DNA, viene indirizzato a svolgere un compito specifico, come creare nuove terapie. La prima forma di evoluzione diretta vinse il Premio Nobel per la chimica nel 2018. Lenta e laboriosa, viene solitamente applicata a cellule batteriche.
Il nuovo studio ha dimostrato il valore della nuova tecnica accelerando, in pochi giorni, l’evoluzione di svariate proteine in cellule di mammifero. Il concetto di evoluzione diretta non è differente dalle pratiche utilizzate da agricoltori e allevatori per selezionare varianti di animali e piante dotate delle caratteristiche desiderate. La biologia ha utilizzato in laboratorio pratiche di evoluzione diretta a livello molecolare per mutare geni, ad esempio, alla ricerca della versione desiderata.
Il nuovo metodo è relativamente veloce, facile e versatile. I ricercatori hanno utilizzato il virus Sindbis come vettore dei geni da modificare. Il virus con il suo carico genetico viene indotto ad infettare le cellule in un piatto di coltura e muta rapidamente. Il nuovo metodo crea le condizioni necessarie affinché gli unici geni a prosperare siano quelli responsabili della codifica di proteine in grado di svolgere le funzioni desiderate, come attivare un determinato recettore o determinati geni. Essendo utilizzabile in cellule di mammiferi, il sistema può essere applicato all’evoluzione di nuove proteine umane, di topo o di altri mammiferi altrimenti difficili da generare.
I ricercatori hanno chiamato il nuovo sistema “VEGAS” (Viral Evolution of Genetically Actuating Sequences). In una prima dimostrazione, il laboratorio di Roth ha modificato la proteina tTA, un interruttore per l’attivazione dei geni frequentemente utilizzata nella ricerca. La tTA perde solitamente la capacità di funzionare in presenza di determinati antibiotici, ma la nuova versione, sviluppata dai ricercatori in soli 7 giorni, è libera da questi limiti. Le dimostrazioni sono proseguite su proteine GPCR, protagoniste di molte ricerche mediche, e nello sviluppo rapido di piccole molecole biologiche chiamate nanobodies, capaci di attivare svariate GPCR, come i recettori della serotonina e della dopamina. I ricercatori stanno ora concentrando l’utilizzo del VEGAS per sviluppare nuovi strumenti di gene editing sempre più efficienti.
(lo)
