Cas9

Cas9 (sigla per CRISPR associated protein 9, traducibile in italiano come proteina associata al CRISPR 9) è un enzima endonucleasi del DNA con RNA guida associato al sistema immunitario adattivo CRISPR ^[1] presente sia nello Streptococcus pyogenes ^[2] , che in altri batteri. Lo Streptococcus pyogenes usa l'enzima Cas9 per memorizzare ^[3] e successivamente processare e dividere ^[4] il DNA estraneo attraverso modalità simili ai batteriofagi o al DNA plasmidico.

Il Cas9 srotola il DNA estraneo, controllando che sia complementare alle 20 coppie di basi azotate dell'RNA guida. Se il substrato di DNA è complementare all'RNA guida, Cas9 taglia il DNA estraneo. In questo senso, il meccanismo CRISPR-Cas9 ha un certo grado di somiglianza con il meccanismo di interferenza dell'RNAi degli organismi eucarioti.

La proteina Cas9 è stata molto utilizzata come strumento genomico, al fine di causare rotture del doppio filamento di DNA sito-specifiche. Queste interruzioni possono portare all'inattivazione dei geni o all'introduzione di geni eterologhi in molti organismi modello utilizzati in laboratorio.

Immunità mediata dalla CRISPR

Per sopravvivere ad habitat inospitali contenenti grandi quantità di batteriofagi, i batteri hanno sviluppato diversi metodi per difendersi dai virus predatori. Tra questi troviamo il sistema CRISPR. I loci genetici di CRISPR sono formati da brevi ripetizioni palindrome disposte a intervalli regolari alternate a spaziatori CRISPR variabili. Di solito i loci sono accompagnati da geni (cas) associati a CRISPR adiacenti.

Tipi

I sistemi CRISPR-Cas sono divisi in tre tipi principali (tipo I, tipo II e tipo III) e dodici sottotipi, in base al contenuto genetico e alle differenze strutturali. Tuttavia, la caratteristica principale che differenzia i sistemi CRISPR-Cas sono i geni cas e le loro proteine: i cas1 e cas2 sono universali per tutti i tipi e sottotipi, i cas3, cas9, cas10 sono tipici del tipo I, tipo II e tipo III, rispettivamente.

Studi su Cas9

Applicazioni di Cas9

Grazie a questa proteina si può intervenire sul codice genetico contenuto nel DNA ed eliminare le mutazioni all’interno delle sequenze delle basi azotate che causano malattie genetiche.

Note

^ Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, in italiano: Gruppi di ripetizioni palindrome brevi interspaziate regolarmente.
^ Streptococco β-emolitico di gruppo A.
^ Heler R, Samai P, Modell JW, Weiner C, Goldberg GW, Bikard D, Marraffini LA, Cas9 specifies functional viral targets during CRISPR-Cas adaptation, in Nature, vol. 519, n. 7542, Mar 2015, pp. 199–202, Bibcode:2015Natur.519..199H, DOI:10.1038/nature14245, PMC 4385744, PMID 25707807.
^ Jinek M, Chylinski K, Fonfara I, Hauer M, Doudna JA, Charpentier E, A programmable dual-RNA-guided DNA endonuclease in adaptive bacterial immunity, in Science, vol. 337, n. 6096, Aug 2012, pp. 816–21, Bibcode:2012Sci...337..816J, DOI:10.1126/science.1225829, PMID 22745249.