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Optogenetica: la luce può controllare l’espressione dei geni

Optogenetica: la luce può controllare l’espressione dei geni
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La luce può essere usata come un metodo accurato per controllare l’espressione genica.

Questo è ciò che è emerso da un nuovo studio di optogenetica, pubblicato in Nucleic Acids Research ed effettuato dai ricercatori dell’Università del Colorado, di Duke e di Helsinki.

Cos’è l’optogenetica?

L’optogenetica è una tecnica che, attraverso la luce, controlla le funzioni cellulari. Contrariamente ai metodi tradizionali, i metodi optogenetici consentono un controllo più preciso di spazio e di tempo per controllare le cellule. Nella ricerca del cervello questi strumenti sono stati utilizzati con successo per regolare singole cellule nervose utilizzando la luce anziché lo stimolo elettrico.

L’evoluzione dell’optogenetica

I metodi e gli strumenti optogenetici si sono evoluti rapidamente: oltre a controllare l’attività cellulare infatti, i ricercatori possono ora controllare l’attività della funzione genica.

Lo studio

Nello studio i ricercatori sono stati in grado di indurre e inibire l’espressione di geni nelle colture cellulari di mammiferi e sono stati in grado di regolare i livelli proteici intracellulari usando segnali luminosi.

L’approccio è stato utilizzato anche per regolare la trascrizione del gene nei siti genomici endogeni in combinazione con la tecnologia CRISPR / Cas9.

“La ricerca condotta nell’unità zebrafish dell’Università di Helsinki ha mostrato che oltre a colture cellulari, questi strumenti optogenetici funzionano anche nei tessuti viventi“, afferma l’Accademia di Ricerca Jari Rossi.

Nel futuro

Il campo ha molte applicazioni mediche ed è possibile che l’optogenetica possa essere applicata in futuro per trattare le malattie umane. Sono oggi in corso i primi studi clinici per ripristinare la vista nei pazienti con retinite pigmentosa.

Le considerazioni

Nonostante le applicazioni mediche che utilizzano la luce per regolare l’espressione genica verranno attuate in un futuro lontano, si può dire che le prime applicazioni avverranno nelle aree di ricerca della scienza di base, dove sono necessarie per un controllo accurato della funzione genica.

Il dottor Rossi del dipartimento di Anatomia presso l’Università di Helsinki  aggiunge: “Sono interessato ad utilizzare questi strumenti nella ricerca sull’obesità e sul diabete”.

Conclusioni

Il dottor Rossi conclude affermando che la farmaceutica e la bioindustria potrebbero trarre vantaggio dall’uso di questi metodi più moderni, che potrebbero essere usati per controllare in modo più accurato ed efficiente i processi di produzione farmaceutica nelle centrali cellulari.

 

Fonte:

Pathak G. et  al., Bidirectional approaches for optogenetic regulation of gene expression in mammalian cells using Arabidopsis cryptochrome 2. Nucleic Acids Research, 2017.

 

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