Επιστήμονες από τις ΗΠΑ και τη Ρωσία ανακάλυψαν ένα νέο βιολογικό εργαλείο επέμβασης και τροποποίησης ακριβείας, το οποίο μπορούν να εφαρμόσουν στο «ξαδερφάκι» του DNA, το -επίσης ζωτικό μόριο- RNA. Πρόκειται για ένα μοριακό «ψαλίδι» που κάνει «υψηλή κοπτοραπτική» στο μόριο του RNA.

Το επίτευγμα, αντίστοιχο της νέας πανίσχυρης τεχνικής γενετικής επεξεργασίας CRISPR-Cas9 για το DNA, ανοίγει πλέον τον δρόμο για την στοχευμένη «χειραγώγηση» και του RNA. Αυτό αναμένεται να προσφέρει νέες δυνατότητες στη συνθετική βιολογία και στην ιατρική, καθώς θα «φωτίσει» τον ρόλο του RNA σε διάφορες ασθένειες, βοηθώντας έτσι στην ανάπτυξη νέων θεραπειών κατά του καρκίνου, των λοιμωδών νοσημάτων κ.α.

Το ενζυμο

Οι ερευνητές του κοινού Ινστιτούτου Broad των πανεπιστημίων ΜΙΤ και Χάρβαρντ, του Πανεπιστημίου Ράτγκερς, καθώς επίσης του ρωσικού Ινστιτούτου Επιστήμης και Τεχνολογίας Σκόλκοβο (Skoltech έκαναν τη σχετική δημοσίευση στην επιθεώρηση «Science».

Το νέο «εργαλείο» για το RNA είναι ένα ένζυμο που λέγεται C2c2 και ανακαλύφθηκε αρχικά ως αμυντικός μηχανισμός των βακτηρίων κατά των ιών. Έρχεται να συμπληρώσει το σύστημα CRISPR-Cas9 που «δουλεύει» πάνω στο DNA και να αποτελέσει μια καλύτερη εναλλακτική λύση σε σχέση με την υπάρχουσα μέθοδο επέμβασης στο RNA (γνωστή ως siRNA). Στην ουσία, για μια ακόμη φορά οι επιστήμονες παίρνουν ένα βιολογικό μηχανισμό που ανακάλυψαν οι μικροοργανισμοί για τη δική τους άμυνα και τον μετατρέπουν σε «εργαλείο» της μοριακής βιολογίας και πιθανώς σε θεραπευτικό «όπλο».

Πως δουλεύει

Κάποτε το μόριο του RNA -που έχει μονή έλικα και όχι διπλή όπως το DNA- είχε θεωρηθεί απλώς ένας μεσάζων, που μεταφέρει τα μηνύματα των γονιδίων από το DNA του κυτταρικού πυρήνα προς τα ριβοσώματα του κυττάρου, καθοδηγώντας εκεί την παραγωγή των πρωτεϊνών. Όμως πιο πρόσφατα έγινε αντιληπτό ότι το RNA κάνει περισσότερα και σημαντικότερα πράγματα, από το να ελέγχει ποιά μορφή θα πάρει μια πρωτεΐνη, μέχρι να επηρεάζει αν ένα γονίδιο είναι ικανό να δημιουργήσει μια πρωτεΐνη.

Με άλλα λόγια, σε μεγάλο βαθμό, πέρα από το DNA, το RNA ελέγχει την πορεία της ζωής από τα παρασκήνια. Γι’ αυτό, οι επιστήμονες, καιρό τώρα, ήθελαν να βρουν τρόπους να το μελετήσουν καλύτερα και να το χειραγωγήσουν κατά βούληση – πράγμα που πετυχαίνει για πρώτη φορά με τέτοια ακρίβεια η νέα μέθοδος.

Η κοπτοραπτική

Το C2c2 «κόβει και ράβει» το RNA επιλεκτικά στα επιθυμητά σημεία, όπως το CRISPR-Cas9 κάνει το ίδιο με το DNA. Οι ερευνητές δοκίμασαν το C2c2 σε βακτήρια E.coli, δείχνοντας ότι μπορούν να «σιγάσουν» (απενεργοποιήσουν) γονίδια, αποκόπτοντας τμήματα από το RNA που μεταφέρει τις πληροφορίες αυτών των γονιδίων στα ριβοσώματα.

Ακριβώς αυτή η δυνατότητα, η απενεργοποίηση επιλεγμένων γονιδίων, μπορεί στο μέλλον να επιτρέψει την εξουδετέρωση παθογόνων μικροοργανισμών. Εκτός από αυτό όμως, οι επιστήμονες θέλουν να δουν η επιλεκτική τροποποίηση του RNA ποιές αλλαγές θα επιφέρει σε ένα κύτταρο, ζώο ή άνθρωπο. Έτσι, όλος ο κόσμος του RNA πλέον ανοίγει στους πειραματισμούς – κάτι που ασφαλώς θα βρει και σκεπτικιστές, οι οποίοι παραδοσιακά αντιτίθενται σε τέτοια «παιγνίδια» με τη φύση. Πάντως η επέμβαση στο RNA, που ρυθμίζει τις πρωτεΐνες, αναμένεται να ξεσηκώσει λιγότερες αντιδράσεις βιοηθικής σε σχέση με την επέμβαση στο DNA.

Το επίτευγμα και η διαμάχη

Σημειωτέον ότι το νέο επίτευγμα αποτελεί ένα ακόμη επεισόδιο σε μια ιδιότυπη επιστημονική διαμάχη (από την οποία μπορεί να εξαρτάται κι ένα μελλοντικό Νόμπελ). Οι ερευνητές στο Ινστιτούτο Broad, με επικεφαλής τον Ζενγκ Φανγκ ήταν η πρώτη που είχε χρησιμοποιήσει την τεχνική CRISPR σε κύτταρα θηλαστικών, ενώ η ανταγωνιστική ομάδα υπό την Τζένιφερ Ντούντνα του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια-Μπέρκλεϊ και τη γαλλίδα Εμανουέλ Σαρπεντιέ ήταν η πρώτη που είχε κάνει σχετική επιστημονική δημοσίευση, χρησιμοποιώντας το CRISPR σε βακτήρια. Έκτοτε οι δύο ομάδες βρίσκονται σε διαμάχη για το ποιά πρέπει να θεωρηθεί ως η πρώτη που χρησιμοποίησε το CRISPR.

H ειρωνεία της ιστορίας είναι ότι αυτή τη φορά με το RNA τα πράγματα έχουν αντιστραφεί. Φέτος τον Μάρτιο, η Ντούντνα έκανε πρώτη μια δημοσίευση στο περιοδικό «Cell» σχετικά με την εφαρμογή του CRISPR-Cas9 για την επεξεργασία του RNA σε κύτταρα θηλαστικών. Ενώ τώρα ο Φενγκ Ζανγκ παρουσίασε ένα νέο «εργαλείο», το C2c2, που δοκίμασε σε βακτήρια και το οποίο ακόμη δεν έχει δοκιμασθεί σε κύτταρα θηλαστικών (και ανθρώπινα).

Μένει να αποδειχθεί αν οι δύο μέθοδοι, η εφαρμογή του CRISPR εκτός από το DNA και στο RNA, καθώς και το Csc2, θα αποδειχθούν δύο εναλλακτικές μέθοδοι για το ίδιο πράγμα, την χειραγώγηση του RNA, ή αν τελικά η μία από τις δύο τεχνικές θα αποδειχθεί καλύτερη και θα εκτοπίσει την άλλη.

Προς το παρόν, οι δύο επιστημονικές ομάδες, σε συνεντεύξεις τους, είπαν καλά λόγια η κάθε μία για τη δουλειά της άλλης, αλλά επέμειναν ότι η δική τους τεχνική είναι ανώτερη. Αλλά έτσι προχωρούσε πάντα η επιστήμη: μέσα από «φιλικό» ανταγωνισμό… Σε κάθε περίπτωση, η δοκιμή και των δύο μεθόδων στο ανθρώπινο RNA θα αργήσει.

Newsroom ΔΟΛ