CRISPR e anti-CRISPR: la guerra del mondo microscopico!

Batteriofagi (in rosso) che attaccano contemporaneamente un batterio (in blu)

Chi, al giorno d’oggi, non ha mai sentito parlare della tecnica di editing genetico CRISPR/Cas9?
Probabilmente nessuno!

Eppure, sicuramente in pochi sapranno le sue origini: si tratta, infatti, di una tecnica, utilizzata dai batteri, per difendersi dall’attacco dei batteriofagi (i virus dei batteri).
Potremmo, in maniera molto semplificata, paragonare questo meccanismo ad una sorta di “memoria” del batterio di attacchi precedenti, che si attiva contro quelli nuovi andando a promuovere la sintesi di “enzimi-forbice” che tagliano il genoma virale (essenziale per promuovere l’infezione) eliminando ogni possibilità di infezione.

Figura 1: CRISPR/Cas9

Tuttavia, anche la CRISPR non è infallibile!

Già nel 2012, alcuni ricercatori avevano notato come non sempre questo meccanismo di difesa funzionasse contro i batteriofagi (Figura 2). Questi ultimi, alcune volte, riescono a sopravvivere mettendo in atto quella che è stata definita anti-CRISPR, cioè producono delle proteine in grado di riconoscere e legare le “forbici molecolari” e di smussarle. In questo modo la difesa batterica viene annientata.

Figura 2: Come agisce un batteriofago

Questa guerra del mondo microscopico non sempre porta alla vittoria del batteriofago!

Di questo si sono occupati i ricercatori dell’Università della California, a San Francisco, e quelli dell’Università di Exeter, nel Regno Unito.
Gli studi hanno evidenziato come la tempistica sia fondamentale: se per il batterio attivare la propria risposta richieda pochissimo tempo, non si può dire lo stesso per i virus: in questo caso il meccanismo è lento e dà il tempo al batterio di attivare la sua CRISPR e annientare il batterio.
Però se più fagi agiscono assieme, l’anti-CRISPR va a buon fine e il batterio, indebolito, viene annientato.

Questo modus operandi virale può essere visto nell’ottica di una sorta di “altruismo microscopico”(Figura 3) : i primi fagi che attaccano si comportano come kamikaze, sanno che sicuramente moriranno, ma il loro sacrificio non sarà stato vano, poiché avranno aperto la strada ad una schiera di altri fagi, che cooperando assieme, riuscirà a sconfiggere il batterio e a vincere questa “guerra”.

Figura 3: Batteriofagi (in rosso) che attaccano contemporaneamente un batterio (in blu)

Quello che accade per il batterio, non dovrebbe però andare ad intaccare la tecnica di editing genetico largamente utilizzata al giorno d’oggi in vari ambiti, primo fra tutti quello dell’agricoltura.

L’importanza di questi due studi sta nel fatto di aver aperto la strada verso nuove ricerche, come quella nell’ambito dell’antibiotico-resistenza.
Negli ultimi anni si è cominciato a pensare di poter utilizzare i fagi, piuttosto che gli antibiotici, contro i batteri. Probabilmente utilizzando più fagi, si potrebbe ottenere un risultato migliore.
Ancora, l’anti-CRISPR potrebbe anche essere usata dai virus umani per combattere il nostro sistema immunitario. Questa potrebbe essere una risposta al perché alcuni virus riescano ad infettare più velocemente l’uomo rispetto ad altri.

Emanuela Pasculli

Fonte: Focus

Laureanda in Biotecnologie Mediche e Farmaceutiche in quel di Bari.
Sono una ragazza molto curiosa e mi piace osservare ciò che mi circonda e trovare una risposta alle mie tremila domande.
Grazie a questo blog ho unito due passioni: la microbiologia e la scrittura e spero che questo sia solo il punto di partenza.

Informazioni su Emanuela Pasculli 40 Articoli
Laureanda in Biotecnologie Mediche e Farmaceutiche in quel di Bari. Sono una ragazza molto curiosa e mi piace osservare ciò che mi circonda e trovare una risposta alle mie tremila domande. Grazie a questo blog ho unito due passioni: la microbiologia e la scrittura e spero che questo sia solo il punto di partenza.

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